JPH113688A

JPH113688A - 反射形管球および照明装置

Info

Publication number: JPH113688A
Application number: JP15373497A
Authority: JP
Inventors: Makoto Bessho; 誠別所; Tetsuya Sugano; 哲也菅野
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1997-06-11
Filing date: 1997-06-11
Publication date: 1999-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】電球（ランプ）等のバルブを反射鏡に組込ん
だものにおいて、バルブ頂部側の光放射部分の変形を少
なくするとともに破損の虞もない、色むらを低減して発
光特性の向上できる反射形管球およびこの管球を用いた
照明装置を提供することを目的とする。【解決手段】表面に多層光干渉膜５が形成されたガラ
スバルブ２と、バルブ２の一端側に導入導体４および排
気管２５を封止してなる封止部２１と、バルブ１内に封
装された発光源３と、封止部２１を基体部６２側に配設
した反射鏡６とを備えている反射形管球Ｌ１およびこの
管球Ｌ１を用いた照明装置８である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガラスバルブの表面
に、例えば可視光透過赤外線反射膜などの多層光干渉膜
等を形成したハロゲン電球等を反射鏡と組合わせてなる
反射形管球およびこの管球を用いた照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】省エネルギー化の一環として管球分野に
おいても種々の工夫がなされており、たとえばハロゲン
電球においてはバルブの表面に多層膜からなる可視光透
過赤外線反射膜を形成することによって、フィラメント
から放射された可視光はそのままバルブを透過させ、ま
た、赤外線をこの反射膜で反射してフィラメントに帰還
させ、これによってフィラメントを加熱して発光効率を
高めることが知られている。

【０００３】この可視光透過赤外線反射膜としては、酸
化チタン（ＴｉＯ₂）等からなる高屈折率層膜と酸化ケ
イ素（ＳｉＯ₂）等からなる低屈折率層膜とを交互に積
層して多層化し、層数や層の厚さを適宜選ぶことにより
光の干渉を利用して、所望の波長域の光を選択的に透過
および反射させている。そして、このハロゲン電球にお
いては、膜の層数が多いほど赤外線の反射率を高くする
ことができ省電力の効果も大きい。

【０００４】この可視光透過赤外線反射膜の形成方法と
しては、ディッピング法、蒸着法、イオンプレーティン
グ法、スパッタ法等の各種方法が知られている。そし
て、これらの被膜形成方法のうち、バルブを被膜形成用
溶液中に浸漬して引上げ、焼成することによって容易に
被膜が得られ、生産性やコスト等に優れたディッピング
法が多く採用されている。

【０００５】このディッピング法は、バルブのほぼ全体
を可視光透過赤外線反射膜形成用溶液に浸漬して引上げ
るが、バルブ表面の塗布面が一様な曲面を成している場
合であっても、表面張力や溶液の流れ、溜り等で液面か
ら最初に引き上げられる上方部分や最後に引き上げられ
る下方部分において被膜の膜厚が不均一になったりす
る。また、蒸着法、イオンプレーティング法やスパッタ
法等の場合は、均一厚さの被膜が得られるが、バルブを
回転させながら被膜形成を要する等、作業が複雑になる
傾向にある。

【０００６】そして、例えば図８に示すように一端封止
形の上記ハロゲン電球１を組付けた反射形電球Ｌは、管
形、球形や長円形をなすバルブ２の一端部を溶融圧潰し
て形成した圧潰封止部２１側には、縮径された不規則な
曲面と略長方体形状の偏平な部分が、また、封止部と反
対側の他端部にはバルブ２から突出して排気管２５が形
成してある等、大きく形状の変わる部分がある。このよ
うに、バルブ２上下の両端部に大きな変形部分がある
と、ディッピング法では溶液の流れ等のため、また、蒸
着法等ではバルブ２の凹凸等のため、これら排気管２５
や封止部２１を含むバルブ２の全体に均一厚さの可視光
透過赤外線反射膜５を得るのが困難であった。

【０００７】そして、このハロゲン電球１は、バルブ２
一端側の圧潰封止部２１側には、この封止部２１を覆う
ように反射鏡６や口金７が取付けられるが、排気管２５
側はバルブ２から突出して残っている。そして、電球１
の点灯時フィラメント３から反射鏡６の開口部方向に向
かった光のうち排気管２５部分に入射した光は、この排
気管２５部分で散乱し、また、排気管２５部分や付近の
被膜５は厚さが不均一のため設計したところの可視光透
過赤外線反射の作用を奏さないばかりか、この部分を透
過した光線が照射面に虹状の色むらを生じ、均一な配光
ができないという問題を生じる。

【０００８】また、このバルブ２の先端部から突出して
いる排気管２５は、反射形電球Ｌの取扱時に他のものに
当たり易く、人体や物体を受傷させたり、排気管２５を
折損して電球Ｌの点灯を不能にするなどのこともある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】そこで、発光特性を低
下したり照射面の色むらを生じる排気管等の部分には可
視光透過赤外線反射膜の形成をしないことが提案されて
いる。

【００１０】しかし、上記突出している排気管の折損は
依然解決できず、また、この排気管のみに被膜を形成し
ない作業も剥離やマスキング等、大変手間がかかること
であった。

【００１１】本発明は、電球（ランプ）等のバルブを反
射鏡に組込んだものにおいて、バルブ頂部側の光放射部
分の変形を少なくするとともに破損の虞もない、色むら
を低減して発光特性の向上できる反射形管球およびこの
管球を用いた照明装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の反射形管球は、表面に多層光干渉膜が形成されたガラ
スバルブと、バルブの一端側に導入導体および排気管を
封止してなる封止部と、バルブ内に封装された発光源
と、封止部を基体部側に配設した反射鏡とを具備してい
ることを特徴とする。

【００１３】排気管を有する封止部側が反射鏡の基体部
側に配設され、バルブ頂部側の光放射側（反射鏡の開口
部側）部分には突出した排気管がなく、光放射部にはほ
ぼ均一厚さの被膜が形成できる。

【００１４】そして、例えば可視光透過赤外線反射膜を
形成した管球を点灯した場合、光源からの放射光を被膜
が可視光を透過し、赤外線を反射して光源へと戻す作用
をなす。このときバルブ外面の光放射側には排気管等の
凹凸部分がなく、形成された被膜厚さもほぼ均一である
ので、バルブからの放射光が凹凸部分で屈折したり膜厚
差による透過波長の色差等、照射面に色むらを生じるこ
とがない。

【００１５】また、反射鏡と組合わせ使用されるが、反
射鏡側からバルブに向かう反射光が排気管に当たり散乱
することがない。

【００１６】なお、管球はバルブの一端に封止部を形成
したハロゲン電球や放電ランプに限らず、他の種類の電
球や放電ランプであってもよい。また、封止部は圧潰封
止部に限らず、押圧成型治具を用いないバルブを収縮し
て形成した焼き絞りによる封止であってもよい。また、
封止部に気密埋設される導入導体は箔状のものに限ら
ず、モリブデン線やジュメット線等線状のものであって
もよく、その材質や径は封止するバルブ等のガラス材質
や熱膨脹率に合わせればよい。

【００１７】また、バルブに形成する多層光干渉膜の材
料としては、高屈折率層膜としては二酸化チタン（Ｔｉ
Ｏ₂）、五酸化タンタル（Ｔａ₂Ｏ₅）、二酸化ジルコ
ン（ＺｒＯ₂）、二酸化亜鉛（ＺｎＯ₂）等、低屈折率
層膜としては二酸化ケイ素（ＴｉＯ₂）、ふっ化マグネ
シウム（ＭｇＦ）等が使用できる。

【００１８】さらに、反射鏡に形成する反射膜は、ダイ
クロイック膜等の選択透過反射膜あるいはアルミニウ
ム、銀やクロム等の全光反射膜が適用できる。

【００１９】本発明の請求項２に記載の反射形管球は、
ガラスバルブの形状が、球形、回転楕円形、回転長円形
または円筒形であることを特徴とする。

【００２０】バルブ形状が、球形、回転楕円形、回転長
円形または円筒形であり、その一端側に排気管を有する
封止部が形成してあって、上記請求項１に記載と同様な
作用を奏する。

【００２１】また、ガラスバルブの材質としては石英ガ
ラス、アルミノシリケートガラスやホウケイ酸ガラス等
の硬質ガラスが使用できる。

【００２２】本発明の請求項３に記載の反射形管球は、
導入導体が、金属箔または金属線であることを特徴とす
る。

【００２３】ガラスバルブの材質が石英ガラスの場合
は、モリブデン箔やタングステン箔等が、また、硬質ガ
ラスの場合は、モリブデン線やタングステン線等が、ま
た、軟質ガラスの場合は、ジュメット線等が使用でき
る。なお、バルブと導入導体との対応は、互いの材料の
熱膨脹率、厚さや径を勘案して決めればよい。

【００２４】本発明の請求項４に記載の反射形管球は、
多層光干渉膜が、可視光透過赤外線反射膜、可視光反射
赤外線透過膜、光フィルタ膜の一種であることを特徴と
する。

【００２５】バルブには、可視光透過赤外線反射膜、可
視光反射赤外線透過膜や、光フィルタ膜等がほぼ均一膜
厚の被膜が形成してあるので、バルブの光放射面全面か
らほぼ均一波長の光線を照射することができる。

【００２６】本発明の請求項５に記載の反射形管球は、
発光源が、フィラメントまたは放電電極であることを特
徴とする。

【００２７】管球は、バルブの一端部に導入導体を封止
し、コイリングしたフィラメントを発光源として配設し
たハロゲン電球などの白熱電球、またはバルブの一端部
側に放電電極を対向配設したメタルハライドランプや水
銀ランプ等の高圧放電ランプに適用できる。

【００２８】本発明の請求項６に記載の反射形管球は、
反射鏡が、開口部に制光体が設けられていることを特徴
とする。

【００２９】放射光の配光分布、内部電球やランプから
の発光色等を変える他、電球やランプの保護体としての
作用をなす。また、この制光体には反射防止膜が形成し
てあってもよい。

【００３０】本発明の請求項７に記載の照明装置は、基
体と、点灯装置と、この点灯装置に接続された上記請求
項１ないし６のいずれか一に記載の反射形管球とを具備
していることを特徴とする。

【００３１】上記請求項１ないし６のいずれか一に記載
の作用を奏する反射形管球が装着されたことにより、こ
の装置は発光特性に優れ、また、照射面に色むらやグレ
ア等の発生するのを防止できる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は投光用の小型反射形電球Ｌ
１の一部断面正面図である。図中１１はハロゲン電球、
２は石英ガラスからなる球形状をなすバルブ、２１はバ
ルブ２の端部を圧潰して形成した圧潰封止部、３はタン
グステン線をコイリングして形成した光源部をなすフィ
ラメントでバルブ２の中心軸に沿って配設されている。
また、４，４は、圧潰封止部２１内に気密封止されたモ
リブデン箔等からなる導入導体で、このモリブデン箔
４，４には内部導線４１と外部導線４２とが接続され、
内部導線４１，４１間にはフィラメント３が継線してあ
る。また、２５は圧潰封止部２１内に封止されたバルブ
２の内外を結ぶ排気管で、気密溶封されるため封止部２
１端部から約３〜７ｍｍ位突出している。なお、密封さ
れたバルブ２内にはハロゲンを含むアルゴンなどの不活
性ガスが封入してある。

【００３３】また、５はバルブ１の球形状部外面に形成
されているたとえば可視光透過赤外線反射膜を構成する
多層光干渉膜である。

【００３４】また、６は石英ガラスやホウケイ酸ガラス
等の硬質ガラスあるいは金属で成形した椀形の反射鏡
で、内面にはダイクロイック膜等の選択透過反射膜ある
いはアルミニウム、銀やクロム等の全光反射膜６１が形
成され、その中央の基体部６２の貫通孔６３内に上記ハ
ロゲン電球１１の圧潰封止部２１を収容して耐熱性のシ
リコン樹脂接着剤６４を介し接合固定してある。また、
６９はこの反射鏡６の開口部にこの開口部を覆うよう接
着剤を介したり溶着等により取付けられたレンズ等の制
光体である。

【００３５】また、７はＥＺ１０形の口金で、ステアタ
イト等のセラミクスからなる受容体７１と捩子部が形成
された金属製のシェル部７２とからなり、受容体７１内
に反射鏡６の基体部６２を収容してシリコン樹脂接着剤
７３を介し接合固定してある。

【００３６】また、上記可視光透過赤外線反射膜をなす
多層光干渉膜５は、バルブ１外表面上に第一層として金
属酸化物（酸化チタンＴｉＯ₂）からなる高屈折率層
膜、第二層として金属酸化物（酸化けい素ＳｉＯ₂）か
らなる低屈折率層膜、以下奇数層に高屈折率層膜を、偶
数層に低屈折率層膜を交互に２０〜３２層積層して形成
したものである。

【００３７】この多層干渉膜５の形成は、バルブ２を被
膜形成用溶液中に浸漬して引上げ、焼成することによっ
て被膜を得るディッピング法あるいは被膜形成材料を飛
散付着させる蒸着法、イオンプレーティング法やスパッ
タ法等の各種方法で、容易に得られる。

【００３８】そして、この多層光干渉膜５の形成に際し
ては、バルブ２の頂部側には排気管２５等の突起物がな
い連続面であるので、溶液や飛散物が溜まったりするこ
とがなくほぼ均一厚さの被膜５が形成できる。なお、こ
のとき形状が大きく変わる圧潰封止部２１に被膜５が形
成されても、この部分は光放射をせず、また、接着剤６
４中に埋没してしまうので何等支障がない。

【００３９】そして、この反射形電球Ｌ１は例えば図２
に示す照明装置（照明器具）８に取付け点灯される。こ
の照明装置（照明器具）８は、天井等に取着される基体
８１から垂下したポール８２の下端に設けられた自在継
手８３を介して筐体８４が取付けられている。そして、
上記反射形電球１１は、口金７のシェル７２部が筐体８
４内に設けられたソケット（図示しない。）などの点灯
装置に装着される。

【００４０】そして、この照明装置（照明器具）８に取
付けられた反射形電球１１は、図示しない電源から点灯
装置を介し通電することによりフィラメント３が発光す
る。そして、フィラメント３からの放射光は球形状をし
たバルブ２表面に形成した可視光透過赤外線反射膜５に
より、可視光は透過され、また、赤外線は反射されてフ
ィラメント３に戻され、フィラメント３がさらに加熱さ
れる。

【００４１】そして、この実施の形態の反射形電球Ｌ１
の場合はバルブ２が球形状をなし、赤外線のフィラメン
ト３への帰還率が高い。また、封止部２１側に排気管２
５を設けこの封止部２１側を反射鏡６の貫通孔６３内に
配設して、反射鏡６開口部の光放出側に排気管等の突出
部がないので光の散乱がなく、制光体６９から所定の光
放射が行われる。したがって、発光特性が向上できると
ともに不所望な光の屈折や照射される光色に色むらやグ
レアが発生することのない配光および視認性が優れた電
球Ｌ１を提供できる。特に、この電球Ｌ１は一般照明用
や投光用はもとより熱線（赤外線）の放射を低減できる
店舗・展示照明用や美術品観賞用等の照明に好適する。

【００４２】また、図３ないし図７は本発明の他の実施
の形態を示す反射形管球または反射鏡に組込まれる管球
（反射鏡は省略してある。）で、上記図１または図２と
同一部分には同一の符号を付してその説明は省略する。

【００４３】この図３に示した反射形電球Ｌ２は、この
封止部２１および排気管２５が反射鏡６基体部６２の貫
通孔６３内に位置するとともに封止部２１から導出した
外部導線４２，４２にピン端子７３，７３を接続して接
着剤６４で固定され、上記ピン端子７３，７３を口金と
した構成である。

【００４４】また、フィラメント３はバルブ２軸に対し
て直交する方向に延在している。また、反射鏡６開口部
には制光体は設けられていない。

【００４５】また、図４および図５に示すハロゲン電球
１３，１４は、ガラスバルブ２が図４のものは楕円形状
をなし、図５のものは円筒形状をなすとともに圧潰封止
部２１側に排気管２５が設けられている。これらの電球
１３，１４も、赤外線のフィラメント３への帰還率が高
いとともにバルブ２の頂部側には排気管が突出してない
ので不所望な被膜厚さのばらつきも小さく、反射鏡６に
取付け点灯すれば色むらも少なくなく図１ないし図３に
示す上記実施の形態と同様な作用効果を呈する。

【００４６】また、図５に示すハロゲン電球１４のバル
ブ２の材質はアルミノシリケートガラスからなり、圧潰
封止部２１内に封止された導入導体４は、例えばモリブ
デン線からなる。もちろん、このハロゲン電球１４も封
止部２１に、クラックやリークを生じるものではなく、
導入導体４を箔状から線状としたことによって断面積を
同じとすれば差渡し径を大幅に小さくできる。したがっ
て、封止部２１の幅Ｓを小さくできるので、この封止部
２１を接合する反射鏡６の貫通孔６３も小さくして反射
面を増すことができ、よって反射面６１の有効反射面積
が大きくなり発光特性を向上できる利点を有する。

【００４７】また、ハロゲン電球等は、通常、封止部か
ら導出した外部導線にさらにリード線を接続して口金の
シェル部およびアイレット部に接続するようにしてい
る。そして、本発明の実施の形態を示す図４および図５
のハロゲン電球１３，１４のように封止部２１に排気管
２５を配設した場合は、ガラスからなるこの排気管２５
が一対の外部導線４２，４２およびこれに接続して電気
的接続をなしたり電気的接続と電球の支持をなしたりあ
るいは過電流遮断のヒューズ作用等をするリード線４
５，４５を電気的にセパレートして両線の短絡を防止す
る付随的な作用をなす。特に、図５に示す導入導体４に
線状体を用いた場合、一対の外部導線４２，４２の間隔
が狭まるので好ましい。

【００４８】また、図６はメタルハライドランプ等の高
圧放電ランプの発光管１５を示す。この発光管１５は、
バルブ２が石英ガラスからなり一端部に圧潰封止部２１
および排気管２５を備え、圧潰封止部２１に封止された
モリブデン箔４，４に接続したタングステンやモリブデ
ンからなる内部導線４１，４１の先端部が放電電極とし
ての光源部をなす。また、バルブ２の内には、ハロゲン
化物、水銀、アルゴンガス等の放電媒体が封入してあ
る。また、このバルブ２の外面には、上述したと同様な
可視光透過赤外線反射膜をなす多層光干渉膜５が形成し
てある。そして、この発光管１５は、直接あるいは外管
（図示しない。）内に気密封装して反射鏡６内に収容さ
れ、口金が取付けられて放電ランプが完成される。

【００４９】そして、この放電ランプは安定器等を有す
る点灯回路に接続して点灯される。このランプは発光管
１５内の放電電極を形成する内部導線４１，４１の先端
部間の放電３１で放電媒体が励起することによって発光
し、その放射光のうち赤外線はバルブ２にの表面に形成
した可視光透過赤外線反射膜５で反射され電極間に形成
されたアーク放電路をさらに加熱する。

【００５０】この図６に示す放電ランプの場合も、赤外
線の電極間に生起したアーク放電３１路への帰還率が高
く、上記実施の形態と同様な作用効果を奏する。

【００５１】また、上記実施の形態ではハロゲン電球１
１〜１４や発光管１５を直接に反射鏡６の貫通孔６３内
に接着剤６４を介し接合したが、本発明はこのような反
射鏡一体形の反射形管球に限らず、図７に示すようにハ
ロゲン電球１６の封止部２１側に接着剤６４を介し直接
に口金７を接合したものであってもよい。すなわち、こ
の図７の実施の形態のものは、照明装置（照明器具）９
側に予め反射鏡６が設けられていて、ハロゲン電球１６
の口金７を反射鏡６の貫通孔６３を通しソケット９１に
装着することにより、ソケット９１やコード等の点灯回
路を介してハロゲン電球１６の点灯が行えるものであ
る。なお、この図７中、９２は筐体を兼ねる基体、９３
はソケット受台である。

【００５２】このような構成の照明装置（照明器具）９
であっても、上述した実施の形態と同様な作用効果を呈
する。なお、高圧放電ランプを点灯する場合は、別途安
定器等の点灯回路を必要とすることはいうまでもない。

【００５３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、反射鏡の光放
射される開口部側に位置する管球バルブの頂部側には排
気管がないので、光の散乱がない。また、バルブに形成
される被膜厚さをほぼ均一にできるので、管球の点灯時
には所定の波長光線を反射や透過して照射し、発光特性
を向上できるとともに照射される光色にむらやグレアが
発生することのない配光が優れた反射形管球を提供する
ことができる。

【００５４】また、有効光放射面積が増えるので、同一
明るさとした場合は低消費電力化が、同一消費電力とし
た場合は明るさを高めることができる利点を有する。

【００５５】請求項２の発明によれば、各種形状のバル
ブを用いて、上記請求項１に記載と同様な効果を奏す
る。

【００５６】請求項３の発明によれば、封止部に封止す
る導入導体を、金属箔または金属線とすることによっ
て、上記請求項１に記載と同様な効果を奏する。

【００５７】請求項４の発明によれば、バルブの表面に
多層光干渉膜が形成してあることによって、上記請求項
１に記載と同様な効果を奏する。

【００５８】請求項５の発明によれば、ハロゲン電球等
の白熱電球やメタルハライドランプ、水銀ランプ等の高
圧放電ランプに適用して、上記請求項１に記載と同様な
効果を奏する。

【００５９】請求項６の発明によれば、配光分布、発光
色等を変える他、内蔵電球やランプの外部からの衝撃や
汚損からの保護をなす。

【００６０】請求項７の発明によれば、上記請求項１な
いし６の効果を奏する反射形管球が装着されたことによ
り、この装置は発光特性に優れ、また、照射面に色むら
やグレア等の発生するのを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる反射形管球（ハロゲン電球）の
実施の形態を示す一部断面正面図である。

【図２】本発明に係わる照明装置（照明器具）の実施の
形態を示す斜視図である。

【図３】本発明に係わる反射形管球（ハロゲン電球）の
他の実施の形態を示す一部断面正面図である。

【図４】本発明に係わる管球（ハロゲン電球）の他の実
施の形態を示す一部断面正面図である。

【図５】本発明に係わる管球（ハロゲン電球）の他の実
施の形態を示す一部断面正面図である。

【図６】本発明に係わる管球（放電ランプの発光管）の
実施の形態を示す正面図である。

【図７】本発明に係わる照明装置（照明器具）の他の実
施の形態を示す断面正面図である。

【図８】従来の反射形管球（ハロゲン電球）を示す正面
図である。

【符号の説明】

Ｌ１，Ｌ２：反射形管球（ハロゲン電球）１１〜１４，１６：ハロゲン電球１５：放電ランプの発光管２：ガラスバルブ２１：封止部２５：排気管３：発光源（フィラメント、放電電極）４：導入導体５：可視光透過赤外線反射膜（多層干渉膜）６：反射鏡６２：基体部６９：制光体７：口金８，９：照明装置（照明器具）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に多層光干渉膜が形成されたガラス
バルブと；バルブの一端側に導入導体および排気管を封
止してなる封止部と；バルブ内に封装された発光源と；
封止部を基体部側に配設した反射鏡と；を具備している
ことを特徴とする反射形管球。
【請求項２】ガラスバルブの形状が、球形、回転楕円
形、回転長円形または円筒形であることを特徴とする請
求項１に記載の反射形管球。
【請求項３】導入導体が、金属箔または金属線である
ことを特徴とする請求項１に記載の反射形管球。
【請求項４】多層光干渉膜が、可視光透過赤外線反射
膜、可視光反射赤外線透過膜、光フィルタ膜の一種であ
ることを特徴とする請求項１に記載の反射形管球。
【請求項５】発光源が、フィラメントまたは放電電極
であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一
に記載の反射形管球。
【請求項６】反射鏡は、開口部に制光体が設けられて
いることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一に
記載の反射形管球。
【請求項７】基体と；点灯装置と；この点灯装置に接
続された上記請求項１ないし６のいずれか一に記載の反
射形管球と；を具備していることを特徴とする照明装
置。