JP4243878B2 - 赤外線反射膜付電球 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はハロゲン電球などフィラメントを有する白熱電球に関するものであり、詳細には、バルブの外面に赤外線反射膜が設けられ、フィラメントから光と共に放射される赤外線をフィラメントに帰還させ、これによりフィラメント温度を一層に上昇させて発光効率の向上を図ることを目的とする電球の構成に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の赤外線反射膜付電球９０の構成の例を示すものが図３であり、フィラメント９１の封止が行なわれた後のバルブ９２の外面には、例えばTiO2による高屈折率の透明薄膜と、SiO2による低屈折率の透明薄膜とが交互に複層に積層されて赤外線反射膜９３が形成されている。
【０００３】
このようにすることで、前記赤外線反射膜９３はフィラメント９１が放射するエネルギー中の約１０％である可視光線は透過してバルブ９２外に射出させ、放射エネルギーの約７０％を占める赤外線の適宜な波長範囲を反射してフィラメント９１に帰還させ、自己加熱により温度上昇を促進させて発光効率を向上させるものである。尚、図中に符号９４で示すものはリード線であり、実際に市場に供給されるときには、このリード線９４およびバルブ９２に例えばヘッドランプ用など使用目的に応じる口金などが取付けられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した従来の赤外線反射膜付電球９０においては、バルブ９２の熱膨張係数は０．９×１０-6／deg 、TiO2膜の熱膨張係数は７〜９×１０-6／deg 、SiO2膜の熱膨張係数は０．３５×１０-6／deg とそれぞれが異なる熱膨張係数を有しているものであるので、点灯時の急激な温度上昇時、消灯時の温度降下時などには各膜間に相当のストレスを生じるものとなっている。
【０００５】
特にバルブ９２の径がフィラメント９１の消費電力の割に小さく設定されている自動車のヘッドランプ用の電球においてはストレスの発生量は著しく、この結果、前記赤外線反射膜９３の剥離を比較的に早い時点で生じ、熱線のフィラメント９１への帰還量が減じて照度が減少して視認性を低下させるなどの問題点を生じている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記した従来の課題を解決するための具体的な手段として、バルブの外面に赤外線反射膜が形成されてなる赤外線反射膜付電球に対して、該赤外線反射膜付電球の使用時の温度を超える温度に加熱を行った後に略室温までの急冷却を行い、前記赤外線反射膜に全面が略均一な密度の極微細クラックを形成することを特徴とする赤外線反射膜付電球を提供することで課題を解決するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図１に符号１で示すものは本発明に係る赤外線反射膜付電球であり、この赤外線反射膜付電球１はバルブ２の外面に高屈折率膜と低屈折率膜とが交互に複層に積層された赤外線反射膜３が形成され、フィラメント４から放射されるエネルギー中の可視光線を透過させ、赤外線部分の適宜範囲の波長を反射して再度フィラメント４に帰還させることで熱効率を向上させ、発光効率の向上を図るものである点は従来例のものと同様である。
【０００８】
ここで本発明においては、赤外線反射膜３の成膜が行なわれた後のバルブ２に対して熱処理を行なうものであり、この熱処理は、急加熱から急冷却を行なうのを手順として実施される。まず、最初の工程としては、常温状態としたバルブ２を所定の温度を保持した加熱炉中に入れ急加熱を行なう。
【０００９】
このときに、加熱炉に設定される温度は、２００℃〜７００℃の範囲であり、これは、前記バルブ２の製造工程および市場での使用状態を考慮して定められる。即ち、赤外線反射膜３を成膜する工程においてはバルブ２は約２００℃に温度上昇しているものであるので、過去に一度通過した温度での熱処理では効果が期待できないものであり、よって、本発明では熱処理の下限温度を上記のように規定する。
【００１０】
また、熱処理の上限温度に対しては使用状態が考慮される。即ち、ヘッドランプの光源として使用するときのバルブ２の温度は、フィラメント４の消費電力によっても多少の変化はあるが約５００〜６００℃の範囲である。従って、実際の使用時に熱処理温度を越えるのでは、あまり効果が期待できないと共に、過剰な加熱も好ましいものではないので、上記の温度範囲が設定された。
【００１１】
以上のようにして、加熱炉中で５〜１０分放置し、取出されて室温に放置されて急冷却が行なわれて本発明の熱処理とされる。このように急激に加熱、冷却を行なうことで前記赤外線反射膜３には、図２に模式的に示すように極微細クラック３ａが全面に略均一な密度として生じるものとなり、この極微細クラック３ａの発生によりバルブ２と赤外線反射膜３間、および、赤外線反射膜３中の高屈折率膜と低屈折率膜間の内部応力は除去される。
【００１２】
従って、以後の実際の使用に際しては、上記の熱処理が行なわれた温度範囲内で使用が行なわれるので、新たなストレスが加わることはなく、赤外線反射膜３の剥離などの問題は生じないものとなる。尚、発明者によるこの発明をなすための試作、検討の結果では、上記熱処理により形成された極微細クラック３ａは、赤外線反射の特性に対しては何らに影響を与えるものではなく、また、極微細であるので目視で明らかに検知できるものではなく、商品性の低下を来すこともないものであることが確認されている。尚、本発明の赤外線反射膜付電球１においても、前記熱処理が行なわれた後など適宜な時点においてリード線５およびバルブ２には口金などが取付けられるものであるが、本発明の要旨の部分ではないのでここでの詳細な説明は省略する。
【００１３】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明により、赤外線反射膜の成膜工程の後に、赤外線反射膜付電球の使用時の温度を超える温度に加熱を行い、しかる後に略室温までの急冷却を行なうことで前記赤外線反射膜に全面が略均一な密度の極微細クラックが形成されている赤外線反射膜付電球としたことで、点灯と消灯の繰り返しで生じるストレスを、実際の使用条件の範囲においては予めに行なう熱処理による極微細クラックにより除去しておくものとして、使用過程における赤外線反射膜の剥離を生じないものとする。よって、前記剥離に起因する照度の低下、配光ムラの発生を生じないものとして赤外線反射膜付電球の性能および信頼性の向上に極めて優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る赤外線反射膜付電球の実施形態を一部を破断した状態で示す側面図である。
【図２】 図１のＡ部を拡大した状態で模式的に示す説明図である。
【図３】 従来例を一部を破断した状態で示す示す側面図である。
【符号の説明】
１……赤外線反射膜付電球
２……バルブ
３……赤外線反射膜
３ａ……極微細クラック
４……フィラメント
５……リード線

Claims (1)

1. バルブの外面に赤外線反射膜が形成されてなる赤外線反射膜付電球に対して、該赤外線反射膜付電球の使用時の温度を超える温度に加熱を行った後に略室温までの急冷却を行い、前記赤外線反射膜に全面が略均一な密度の極微細クラックを形成することを特徴とする赤外線反射膜付電球。

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