電球型ヒータ、密閉型灯具装置
【課題】表面がフロスト加工された放射透過性のバルブ上に膜厚を凹凸に変化させ、その膜厚を調整し形成したことにより、製造条件や膜材料を変えずに、点灯時の点灯色を黄色〜オレンジ色とする電球型ヒータのピンチシール部の金属箔温度上昇を抑えながら演色性の非常に優れたものを実現可能とする。
【解決手段】石英ガラスのバルブ１２の表面にフロスト加工を施して形成されたフロスト１９の深さを４μｍ超える程度とする。フロスト１９上の１層目としてＳｉＯ２を主成分とする低屈折率膜を塗布後に焼成し、２層目にＦｅ２Ｏ３を主成分とする高屈折率膜を塗布し焼成する３層目以降交互に低・高屈折率膜を複数形成する。フロスト加工を金属箔１６１，１６２の箔端部１６１１，１６２１までとする。これにより、金属箔１６１，１６２の温度上昇を許容範囲内に抑えて演色性の非常に優れた電球型ヒータを実現することができる。
【解決手段】石英ガラスのバルブ１２の表面にフロスト加工を施して形成されたフロスト１９の深さを４μｍ超える程度とする。フロスト１９上の１層目としてＳｉＯ２を主成分とする低屈折率膜を塗布後に焼成し、２層目にＦｅ２Ｏ３を主成分とする高屈折率膜を塗布し焼成する３層目以降交互に低・高屈折率膜を複数形成する。フロスト加工を金属箔１６１，１６２の箔端部１６１１，１６２１までとする。これにより、金属箔１６１，１６２の温度上昇を許容範囲内に抑えて演色性の非常に優れた電球型ヒータを実現することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、放射透過性バルブ外面に光学フィルター膜を備えた電球型ヒータおよびこれ電球型ヒータを用いた灯具装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放射透過性バルブ内部にタングステンフィラメントを収納したランプのバルブ外面に、複数の高屈折率膜および低屈折率膜を形成させたハロゲン電球ヒータは、可視光の波長域をカットし赤外線の波長域を選択的に透過させる、防眩効果を有する赤外線光源として用いられている。（例えば、特許文献１）
【特許文献１】特開平３−２２６９５９号公報（第２頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記した特許文献１のハロゲン電球ヒータの両端封止部はピンチシールタイプを採用しており、ピンチシールを含めてヒータの発光管にフロスト加工する場合、封止部にもフロスト加工が施されることになる。例えば、密閉型灯具内で点灯させた場合、フロストの影響で点灯時に封止部の金属箔は温度が上昇し、金属箔と封止部との間に空気漏れが生じて不点灯に至ってしまう、という問題があった。
【０００４】
この発明の目的は、点灯時にピンチシール部の金属箔温度上昇を抑えて、点灯時の点灯色を黄色〜オレンジ色とする演色性の非常に優れた電球型ヒータを実現可能とする電球型ヒータおよびこれ電球型ヒータを用いた灯具装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した課題を解決するために、この発明の電球型ヒータは、放射透過性のバルブと該バルブ内に封装された耐火性金属の電気抵抗線により構成され、前記バルブ表面に、所定の深さのフロスト加工により深さが４μｍ以上または２μｍ以上〜４μｍ未満のフロストを形成し、該フロスト上にＳｉＯ２を含む低屈折率膜と金属酸化物を含む高屈折率膜を交互に複数層形成したものにあって、前記フロスト加工は、前記バルブの発光面を含み、少なくともピンチシール部内に封止された金属箔の端部まで施したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、密閉型灯具内で点灯させた場合における点灯時のピンチシール封止部の金属箔部における温度上昇を抑えながら点灯時の点灯色を黄色〜オレンジ色とする演色性の非常に優れた電球型ヒータを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１、図２は、それぞれこの発明の一実施形態について説明するためのもので、図１はハロゲンランプの全体構成を示す構成図、図２は図１の要部を拡大して示すとともに、フロスト処理された状態の構成図である。
【０００８】
図１、図２において、１１はハロゲンランプであり、例えば食品保温用や暖房用等のヒータとして多用される管型であり、放射透過性を有する石英ガラス製等のバルブ１２を有する。バルブ１２は、その内部に熱源の一例であるタングステンフィラメント１３を同心状に収容している。このフィラメント１３は、バルブ１２内で軸方向に複数配設されたアンカー１４…により、バルブ１２に対する同心状態が保持される。また、バルブ１２内には、アルゴン等の不活性ガスとともに、所容量のハロゲンガスを封入し、その軸方向両端部を直径方向に圧潰するピンチシールにより矩形扁平状の一対の封止端部１５１，１５２を形成し、これら封止端部１５１，１５２内には矩形箔状の例えばモリブデン（Ｍｏ）で形成された金属箔１６１，１６２をそれぞれ埋設している。
【０００９】
各金属箔１６１，１６２は、その内端部に、一対のインナーリード線１７１，１７２を介してフィラメント１３の軸方向両端を接続する一方、各外端部には、給電のための一対のアウターリード線１８１，１８２とをそれぞれ接続している。各アウターリード線１８１，１８２は、各封止端部１５１，１５２から気密に外部へ延出している。
【００１０】
バルブ１２の外表面には、例えばサンドブラスター（微粒の砂）を利用して図２のハッチングで示す微細な凹凸をつけるフロスト加工により４μｍを越える程度のフロスト１９が施される。
【００１１】
図３は図２のIIIに示す囲み部分のフロスト１９をさらに拡大した図である。フロスト１９上には、ＳｉＯ２を主成分とする低屈折率膜２１を、この低屈折率膜２１上に金属酸化物である例えばＦｅ２Ｏ３を主成分とする高屈折率膜２２が形成される。以降、低屈折率膜２１と高屈折率膜２２を交互に複数層形成にする。
【００１２】
バルブ１２表面に深さｄを４μｍ越えるフロスト１９を形成するとともに、フロスト１９上に低屈折率膜２１と高屈折率膜２２を交互に複数層形成することにより光干渉膜効果で眩しさを防止することができる。この場合、色度分布図のｘ座標で０．５７０±０．０１５、ｙ座標で０．４００±０．０１の範囲を持つ演色性の優れた黄色（ローソク色に近似）の発光色を得ることができる。
【００１３】
同様に、バルブ１２表面にフロスト１９の深さｄを２μｍ以上〜４μｍ未満に形成することによって、フロスト１９上に低屈折率膜２１と高屈折率膜２２を交互に複数層形成することにより光干渉膜効果で眩しさを防止することができる。この場合、色度分布図のｘ座標で０．５９５±０．０１５、ｙ座標で０．３８５±０．０１の範囲を持つ演色性の優れたオレンジ色〜黄色の発光色を得ることができる。
【００１４】
ここで、図３を参照しながらバルブ１２に形成されたフロスト１９上に低屈折率膜と高屈折率膜を交互に複数層形成する方法について説明する。
【００１５】
先ず、サンドブラスターを用いてバルブ１２の表面にフロスト１９の深さｄが４μｍ（または２μｍ〜４μｍ）を越える程度の加工を施す。
フロスト１９の表面に１層目としてディピング方式でＳｉＯ２を主成分とする低屈折率膜液をコーティングし、その後焼成して低屈折率膜２１を形成する。
【００１６】
次に、２層目としてＦｅ２Ｏ３を主成分とする高屈折率膜液を低屈折率膜２１上にコーティングし、その後焼成して高屈折率膜２２を形成する。
【００１７】
３層目以降は同様に低屈折率膜２１と高屈折率膜２２とを交互にコーティング、焼成を繰り返して複数層形成する。
【００１８】
以上の工程を経ることによって、深さｄが４μｍを越える程度（または２μｍ〜４μｍ）のフロスト１９上に、低屈折率膜２１と高屈折率膜２２を交互に複数層形成することができる。
【００１９】
図４は、この発明の一実施形態について説明するための一部切り欠いて示した構成図である。この実施形態では、バルブ１２の表面に形成されたフロスト１９は、金属箔１６１，１６２の箔端部１６１１，１６２１までフロスト１９の端部１９１，１９２を位置させて施したものである。
【００２０】
ここで、密閉型灯具内で点灯させた場合において、フロスト１９を封止部１５１，１５２全体形成した場合と、箔端部１６１１，１６２１まで施した場合とのそれぞれ封止部１５１，１５２における温度について検証した結果を図５に示す。
【００２１】
すなわち、全体に施した場合の温度比率を１００％とすると、フロスト１９の端部１９１，１９２を箔端部１６１１，１６２１まで施した場合の温度比率は９０％である、との結果が得られた。温度比率は９０％以下であれば、金属箔１６１，１６２の補償温度は許容範囲であることが確かめられていることから、フロスト１９の端部１９１，１９２を箔端部１６１１，１６２１までは許容されるものである。
【００２２】
従って、封止部１５１，１５２の箔端部１６１１，１６２１までフロスト１９の端部１９１，１９２を施せば、フロスト１９よる演色性の向上とフロスト１９を施すことにより上昇する封止部１５１，１５２の温度比率を９０％以内に抑えることが可能となる。
【００２３】
この実施形態によれば、密閉型灯具内で点灯させた場合における点灯時のピンチシール封止部の金属箔における温度上昇を許容範囲に抑えながら点灯時の点灯色を黄色〜オレンジ色とする演色性の非常に優れた電球型ヒータを得ることができる。
【００２４】
図６は、この発明の密閉型灯具装置の一実施形態について説明するための構成図である。ハロゲンランプ１１は、器具本体をなす筐体６１の内部にはミラー６２およびソケット６３，６３（片方は図示せず）が設けられていて、このソケット６３，６３にハロゲンランプ１１のアウターリード線１８１，１８２が取り付けられ、ハロゲンランプ１１の保持と給電がなされる。６４は、筐体６１の開放部を覆いハロゲンランプ１１を密閉させるための透光性のカバー部材である。また、６５はカバー部材６４を保護するための保護部材である。
【００２５】
このようにカバー部材６４密閉された灯具装置は、ハロゲンランプ１１からの放射光が直接あるいはミラー６２を介してカバー部材６４から放出される。このとき、点灯時のピンチシール封止部の金属箔における温度上昇を許容範囲に抑えながら点灯時の点灯色を黄色〜オレンジ色とする演色性の非常に優れた密閉型灯具装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の電球型ヒータについて説明するための構成図。
【図２】図１の要部について説明するための拡大構成図。
【図３】図２のIIIの部分を拡大して示した断面図。
【図４】この発明の電球型ヒータの一実施形態について説明するための構成図。
【図５】この発明の効果について説明するための説明図。
【図６】この発明の密閉型灯具装置の一実施形態について説明するための構成図。
【符号の説明】
【００２７】
１１ ハロゲンランプ
１２ バルブ
１３ フィラメント
１４ アンカー
１５１，１５２ 封止端部
１６１，１６２ 金属箔
１６１１，１６２１ 箔端部
１７１，１７２ インナーリード線
１８１，１８２ アウターリード線
１９ フロスト
１９１，１９２ 端部
２１ 低屈折率膜
２２ 高屈折率膜
６１ 筐体
６４ カバー部材
【技術分野】
【０００１】
この発明は、放射透過性バルブ外面に光学フィルター膜を備えた電球型ヒータおよびこれ電球型ヒータを用いた灯具装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放射透過性バルブ内部にタングステンフィラメントを収納したランプのバルブ外面に、複数の高屈折率膜および低屈折率膜を形成させたハロゲン電球ヒータは、可視光の波長域をカットし赤外線の波長域を選択的に透過させる、防眩効果を有する赤外線光源として用いられている。（例えば、特許文献１）
【特許文献１】特開平３−２２６９５９号公報（第２頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記した特許文献１のハロゲン電球ヒータの両端封止部はピンチシールタイプを採用しており、ピンチシールを含めてヒータの発光管にフロスト加工する場合、封止部にもフロスト加工が施されることになる。例えば、密閉型灯具内で点灯させた場合、フロストの影響で点灯時に封止部の金属箔は温度が上昇し、金属箔と封止部との間に空気漏れが生じて不点灯に至ってしまう、という問題があった。
【０００４】
この発明の目的は、点灯時にピンチシール部の金属箔温度上昇を抑えて、点灯時の点灯色を黄色〜オレンジ色とする演色性の非常に優れた電球型ヒータを実現可能とする電球型ヒータおよびこれ電球型ヒータを用いた灯具装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した課題を解決するために、この発明の電球型ヒータは、放射透過性のバルブと該バルブ内に封装された耐火性金属の電気抵抗線により構成され、前記バルブ表面に、所定の深さのフロスト加工により深さが４μｍ以上または２μｍ以上〜４μｍ未満のフロストを形成し、該フロスト上にＳｉＯ２を含む低屈折率膜と金属酸化物を含む高屈折率膜を交互に複数層形成したものにあって、前記フロスト加工は、前記バルブの発光面を含み、少なくともピンチシール部内に封止された金属箔の端部まで施したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、密閉型灯具内で点灯させた場合における点灯時のピンチシール封止部の金属箔部における温度上昇を抑えながら点灯時の点灯色を黄色〜オレンジ色とする演色性の非常に優れた電球型ヒータを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１、図２は、それぞれこの発明の一実施形態について説明するためのもので、図１はハロゲンランプの全体構成を示す構成図、図２は図１の要部を拡大して示すとともに、フロスト処理された状態の構成図である。
【０００８】
図１、図２において、１１はハロゲンランプであり、例えば食品保温用や暖房用等のヒータとして多用される管型であり、放射透過性を有する石英ガラス製等のバルブ１２を有する。バルブ１２は、その内部に熱源の一例であるタングステンフィラメント１３を同心状に収容している。このフィラメント１３は、バルブ１２内で軸方向に複数配設されたアンカー１４…により、バルブ１２に対する同心状態が保持される。また、バルブ１２内には、アルゴン等の不活性ガスとともに、所容量のハロゲンガスを封入し、その軸方向両端部を直径方向に圧潰するピンチシールにより矩形扁平状の一対の封止端部１５１，１５２を形成し、これら封止端部１５１，１５２内には矩形箔状の例えばモリブデン（Ｍｏ）で形成された金属箔１６１，１６２をそれぞれ埋設している。
【０００９】
各金属箔１６１，１６２は、その内端部に、一対のインナーリード線１７１，１７２を介してフィラメント１３の軸方向両端を接続する一方、各外端部には、給電のための一対のアウターリード線１８１，１８２とをそれぞれ接続している。各アウターリード線１８１，１８２は、各封止端部１５１，１５２から気密に外部へ延出している。
【００１０】
バルブ１２の外表面には、例えばサンドブラスター（微粒の砂）を利用して図２のハッチングで示す微細な凹凸をつけるフロスト加工により４μｍを越える程度のフロスト１９が施される。
【００１１】
図３は図２のIIIに示す囲み部分のフロスト１９をさらに拡大した図である。フロスト１９上には、ＳｉＯ２を主成分とする低屈折率膜２１を、この低屈折率膜２１上に金属酸化物である例えばＦｅ２Ｏ３を主成分とする高屈折率膜２２が形成される。以降、低屈折率膜２１と高屈折率膜２２を交互に複数層形成にする。
【００１２】
バルブ１２表面に深さｄを４μｍ越えるフロスト１９を形成するとともに、フロスト１９上に低屈折率膜２１と高屈折率膜２２を交互に複数層形成することにより光干渉膜効果で眩しさを防止することができる。この場合、色度分布図のｘ座標で０．５７０±０．０１５、ｙ座標で０．４００±０．０１の範囲を持つ演色性の優れた黄色（ローソク色に近似）の発光色を得ることができる。
【００１３】
同様に、バルブ１２表面にフロスト１９の深さｄを２μｍ以上〜４μｍ未満に形成することによって、フロスト１９上に低屈折率膜２１と高屈折率膜２２を交互に複数層形成することにより光干渉膜効果で眩しさを防止することができる。この場合、色度分布図のｘ座標で０．５９５±０．０１５、ｙ座標で０．３８５±０．０１の範囲を持つ演色性の優れたオレンジ色〜黄色の発光色を得ることができる。
【００１４】
ここで、図３を参照しながらバルブ１２に形成されたフロスト１９上に低屈折率膜と高屈折率膜を交互に複数層形成する方法について説明する。
【００１５】
先ず、サンドブラスターを用いてバルブ１２の表面にフロスト１９の深さｄが４μｍ（または２μｍ〜４μｍ）を越える程度の加工を施す。
フロスト１９の表面に１層目としてディピング方式でＳｉＯ２を主成分とする低屈折率膜液をコーティングし、その後焼成して低屈折率膜２１を形成する。
【００１６】
次に、２層目としてＦｅ２Ｏ３を主成分とする高屈折率膜液を低屈折率膜２１上にコーティングし、その後焼成して高屈折率膜２２を形成する。
【００１７】
３層目以降は同様に低屈折率膜２１と高屈折率膜２２とを交互にコーティング、焼成を繰り返して複数層形成する。
【００１８】
以上の工程を経ることによって、深さｄが４μｍを越える程度（または２μｍ〜４μｍ）のフロスト１９上に、低屈折率膜２１と高屈折率膜２２を交互に複数層形成することができる。
【００１９】
図４は、この発明の一実施形態について説明するための一部切り欠いて示した構成図である。この実施形態では、バルブ１２の表面に形成されたフロスト１９は、金属箔１６１，１６２の箔端部１６１１，１６２１までフロスト１９の端部１９１，１９２を位置させて施したものである。
【００２０】
ここで、密閉型灯具内で点灯させた場合において、フロスト１９を封止部１５１，１５２全体形成した場合と、箔端部１６１１，１６２１まで施した場合とのそれぞれ封止部１５１，１５２における温度について検証した結果を図５に示す。
【００２１】
すなわち、全体に施した場合の温度比率を１００％とすると、フロスト１９の端部１９１，１９２を箔端部１６１１，１６２１まで施した場合の温度比率は９０％である、との結果が得られた。温度比率は９０％以下であれば、金属箔１６１，１６２の補償温度は許容範囲であることが確かめられていることから、フロスト１９の端部１９１，１９２を箔端部１６１１，１６２１までは許容されるものである。
【００２２】
従って、封止部１５１，１５２の箔端部１６１１，１６２１までフロスト１９の端部１９１，１９２を施せば、フロスト１９よる演色性の向上とフロスト１９を施すことにより上昇する封止部１５１，１５２の温度比率を９０％以内に抑えることが可能となる。
【００２３】
この実施形態によれば、密閉型灯具内で点灯させた場合における点灯時のピンチシール封止部の金属箔における温度上昇を許容範囲に抑えながら点灯時の点灯色を黄色〜オレンジ色とする演色性の非常に優れた電球型ヒータを得ることができる。
【００２４】
図６は、この発明の密閉型灯具装置の一実施形態について説明するための構成図である。ハロゲンランプ１１は、器具本体をなす筐体６１の内部にはミラー６２およびソケット６３，６３（片方は図示せず）が設けられていて、このソケット６３，６３にハロゲンランプ１１のアウターリード線１８１，１８２が取り付けられ、ハロゲンランプ１１の保持と給電がなされる。６４は、筐体６１の開放部を覆いハロゲンランプ１１を密閉させるための透光性のカバー部材である。また、６５はカバー部材６４を保護するための保護部材である。
【００２５】
このようにカバー部材６４密閉された灯具装置は、ハロゲンランプ１１からの放射光が直接あるいはミラー６２を介してカバー部材６４から放出される。このとき、点灯時のピンチシール封止部の金属箔における温度上昇を許容範囲に抑えながら点灯時の点灯色を黄色〜オレンジ色とする演色性の非常に優れた密閉型灯具装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の電球型ヒータについて説明するための構成図。
【図２】図１の要部について説明するための拡大構成図。
【図３】図２のIIIの部分を拡大して示した断面図。
【図４】この発明の電球型ヒータの一実施形態について説明するための構成図。
【図５】この発明の効果について説明するための説明図。
【図６】この発明の密閉型灯具装置の一実施形態について説明するための構成図。
【符号の説明】
【００２７】
１１ ハロゲンランプ
１２ バルブ
１３ フィラメント
１４ アンカー
１５１，１５２ 封止端部
１６１，１６２ 金属箔
１６１１，１６２１ 箔端部
１７１，１７２ インナーリード線
１８１，１８２ アウターリード線
１９ フロスト
１９１，１９２ 端部
２１ 低屈折率膜
２２ 高屈折率膜
６１ 筐体
６４ カバー部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射透過性のバルブと該バルブ内に封装された耐火性金属の電気抵抗線により構成され、前記バルブ表面に、所定の深さのフロスト加工により深さが４μｍ以上または２μｍ以上〜４μｍ未満のフロストを形成し、該フロスト上にＳｉＯ２を含む低屈折率膜と金属酸化物を含む高屈折率膜を交互に複数層形成したハロゲン電球ヒータにおいて、
前記フロスト加工は、前記バルブの発光面を含み、少なくともピンチシール部内に封止された金属箔の端部まで施したことを特徴とする電球型ヒータ。
【請求項２】
前記請求項１の電球型ヒータと、
前記電球型ヒータに給電させるとともに、前記電球型ヒータからの光や熱を通過させるカバー部材で密閉された筐体とを具備したことを特徴とする密閉型灯具装置。
【請求項１】
放射透過性のバルブと該バルブ内に封装された耐火性金属の電気抵抗線により構成され、前記バルブ表面に、所定の深さのフロスト加工により深さが４μｍ以上または２μｍ以上〜４μｍ未満のフロストを形成し、該フロスト上にＳｉＯ２を含む低屈折率膜と金属酸化物を含む高屈折率膜を交互に複数層形成したハロゲン電球ヒータにおいて、
前記フロスト加工は、前記バルブの発光面を含み、少なくともピンチシール部内に封止された金属箔の端部まで施したことを特徴とする電球型ヒータ。
【請求項２】
前記請求項１の電球型ヒータと、
前記電球型ヒータに給電させるとともに、前記電球型ヒータからの光や熱を通過させるカバー部材で密閉された筐体とを具備したことを特徴とする密閉型灯具装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−２７８０８６（Ｐ２００６−２７８０８６Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−９３８４９（Ｐ２００５−９３８４９）
【出願日】平成１７年３月２９日（２００５．３．２９）
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２９日（２００５．３．２９）
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
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