JPH10512095A - 反射電灯 - Google Patents
反射電灯Info
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- JPH10512095A JPH10512095A JP9516439A JP51643997A JPH10512095A JP H10512095 A JPH10512095 A JP H10512095A JP 9516439 A JP9516439 A JP 9516439A JP 51643997 A JP51643997 A JP 51643997A JP H10512095 A JPH10512095 A JP H10512095A
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Abstract
(57)【要約】
透明な材料の反射体(2)に透明な材料からなるレンズ(10)を固着した反射電灯において、反射体(2)の内表面(6)には、反射体(2)の縁(5)から基底部分(4)へと延在する第1のコート部分(8)と前記縁(5)から離間した位置から反射体の基底端(4a)へと延在する第2のコート部分(9)とを有する反射コート(7)を含む。第2のコート部分(9)は、均一な白っぽい非金属の態様を有し拡散反射する熱処理された銀の層である。第1のコート部分は、アルミニウムのような銀以外の材料からなる単層であり、高熱による損傷に対する高い抵抗力を有する。
Description
【発明の詳細な説明】
反射電灯
本発明は、
長手方向軸線、基底部分、光の照射開口を決定する縁及び基底部分から縁まで
延在する内表面を有する透明材料の反射体と、
前記縁に固着された透明材料のレンズと、
前記反射体内に配置された光源と、
前記反射体の内表面上の反射コートとを具え、
前記反射コートが、前記縁から前記基底部分の方向へ延在する第1のコート部
分と、前記縁から離間した軸線上の位置から前記基底部分まで延在する第2のコ
ート部分とを有し、前記第1のコート部分が銀以外の材料を含み、前記第2のコ
ート部分が銀を含む反射電灯に関するものである。
このような電灯は、先の日の出願に係る国際公開公報96/0835−A1に
記載されている。
現在市場に出回っており、PAR電灯と呼ばれていて、例えば米国特許明細書
3010045において知られている反射電灯においては、反射コートはアルミ
ニウムで形成されており、光源は、典型的には白熱フィラメントか或いは白熱体
とハロゲンを含むガスを容器に収容したハロゲンカプセルである。レンズと反射
体は、典型的にはホウケイ酸塩の硬質ガラスであり、一般的には炎のシーリング
処理を使用して互いに融合されている。この明細書で「融合」とは、反射体とレ
ンズとの間のシールされたジョイントを意味し、透明材料が炎によるシーリング
のような高温処理によって互いに融合することである。或いは又例えば、2個の
部分をエポキシのような接着剤またはガラスフリットを使用した気密なシールに
より互いに接着してジョイントを造ることもできる。
よりエネルギー効率のよい照明に対する世界的な運動の一環として、米国にお
ける最近の政府立法(通常国家エネルギー政策法令“EPACT”といわれる)
により、PAR電灯を含む多くのタイプの通常使用されている電灯に対する電灯
の効率値を制定した。これらの最小効率値は、1995年において施行されるで
あろうし、又これらの効率レベルに見合った製品のみが米国内において販売を許
可されるであろう。PAR38白熱電灯の効率値は、様々なワット数の範囲に対
して構築されている。例えば51乃至66ワットの電灯は、111m/Wを達成し
、67乃至85ワットの電灯は、12.51m/Wを達成し、86乃至115ワット
の電灯は、141m/Wを達成せねばならない。
現在市場に出回っている、アルミニウムの反射コートと白熱フィラメントを有
するPAR38電灯の効率はEPACT最小効率基準に見合わない。例えば典型
的な150ワットPAR38電灯の明るさは、単に約10乃至121m/W(初期
は)であり寿命も2000時間に過ぎない。EPACT基準に見合う通常のアル
ミニウム蒸着された反射体のフィラメントを設計することは可能である。しかし
ながらこのようなフィラメントでは、電灯の寿命は著しく短くなり、例えば80
0乃至1200時間のオーダで現在入手可能な通常のPAR電灯が1800乃至
2000時間の電灯寿命を持つ点からみて、市場では受け入れられないであろ。
明細書前文に記載した電灯においては第2のコーティングがあり、このコーテ
ィングには銀が使用されているが、その理由は、アルミニウムの反射率よりも銀
の反射率の方がより高いからである。しかしながら第2のコーテイングは反射体
の縁から離れた反射体の内表面の領域に制限されるが、その理由は、レンズを反
射体に連結するのに用いる熱処理工程中に縁の付近にある銀コーティングがかな
りの損傷を受けるからである。この損傷によって反射率が著しく減少したコーテ
ィングは、光散乱の源となり、レンズを通して反射体の外部から見えるので消費
者にとっては見苦しいものである。
明細書前文の電灯においては、銀のより高い反射率特性を利用するために、光
源の背後の基底部分の反射領域と光源の側面を取り囲む部分において銀を用いる
ことによって発光効率を増大させているが、製造中に損傷を受けやすいという不
所望な特徴は、高熱の影響を受けやすい縁領域から銀を離間させることによって
避けられる。高熱縁領域における反射用としては、アルミニウムのようにより耐
熱性は大きいが余り反射性を持たない金属が用いられている。このように構成し
た方が反射体の表面領域の100%を銀で覆っている場合や縁近傍の銀がアルミ
ニウム層を覆ってさえいる場合よりもより高い効率が達成される。反射体表面領
域の40乃至65%を銀で覆った場合にもっとも高い効率が得られる。
縁と基底部分との間の全範囲に亘り延在する第1コート層を第1反射材料であ
るアルミニウムで形成し、この第1のアルミニウム層上に堆積した第2コート層
を銀材料で形成するのが好適である。このときには電灯の製造において既に使用
されている全面アルミニウム蒸着された反射体を用いることができるので電灯の
製造が簡単になる。
既知の電灯の銀層は、高反射鏡のような外観を有し、従って鏡面反射性の反射
表面を構成する。しかしながら縁から離れた位置までしか延在しない銀層であっ
ても、銀層は反射体の基底端から表面の約40乃至65%を覆っているので、銀
層は、特にシール方法、使用される装置および反射体の寸法とに依存する変色部
分をなお有していることが実験により明らかになった。本質的には種々の電灯を
種々の製造業者が製造するのに使用される部品、装置および処理における様々な
変数によりシール中の温度が、銀層が不規則な変色と霞んだ部分を生じるようも
のとなってしまう。従ってレンズを通して見たときの反射表面の外観と性能は、
銀層の変色がない電灯のものより劣化してしまう。
本発明の目的は、第2反射コートがほぼ均一な反射特性及び外観を有する明細
書前文に記載した種類の反射電灯を提供することである。
本発明による反射電灯は、第2コート部分が拡散反射特性を有し、白っぽい非
金属の外観を呈することを特徴とするものである。これは、反射体上に銀材料を
堆積させた後でレンズを反射体の縁に固着する前にオーブン中の制御された温度
で反射体を熱することによる簡単な方法で得られる。制御されたオーブン環境下
では、第2コート層は均一な反射表面となり、この面は後にレンズを例えば融合
するような固着処理中にも変化しない。鏡面反射性の銀の同様な第2コート層を
有する電灯と対比すると、拡散的に反射する層では、最大照度がより低くなるが
ビームの広がりは同様である。これは、従来の全面アルミニウム蒸着した反射表
面を有する電灯と比較しても同様である。熱処理された銀の発光効率は、鏡面反
射性の銀層を有する同様な電灯よりは低いが、従来のアルミニウム蒸着の反射表
面を有する同様な電灯よりは著しく高い。従って部分的な拡散反射を行なう第2
コート層は、また電灯の寿命に悪影響を及ぼさないで反射電灯の発光効率を増大
させる巧妙な手段である。
反射電灯の効率に更に貢献する本発明のこれら或いは他の利点を、次に図面と
詳細な説明により明らかにする。
図面の簡単な説明
図1は、部分的に切欠くとともに部分的に断面で示した、本発明による反射電
灯を示す。
好適な実施例の説明
図1は、反射体2と、本例ではホウケイ酸塩の硬質ガラスとしたガラス質のレ
ンズ10とを有するPARタイプの反射電灯を示す。反射体は基底部分4と、光
の照射開口を決定する縁5と、ネック部分から反射体の縁まで延在する内表面6
とを具えている。図示した電灯において内表面は放物線状となっている。レンズ
が対応する縁12は反射体の縁5に気密に融合されている。
20で示される光源は、反射体中に配置されている。光源20は、導電性支持
体24及び25により絶縁橋絡片29とともに支えられている白熱フィラメント
22を有する。支持体は金属環26及び27にろう付けされており、ねじ込み式
の口金28上の電気接点に通常のように連結されている。
反射体及びレンズにより囲まれてシールされた空間は、約1気圧下で80%の
クリプトンと20%の窒素からなるガスで満たされている。
反射体の内表面6には、金属環26及び27付近の基底部分の表面4aから反
射体の縁5まで延在する7で示す反射体コートを設け、フィラメントから放射さ
れる光をレンズ10を介して所望のビームパターンで外部へ導くようにする。P
AR電灯の典型的なものでは、反射コートはアルミニウムの市販の単層であり、
この単層は、約0.1乃至0.3μmの厚さで良く知られた化学的或いは蒸着に
よる堆積技術により堆積されている。
図1に示した電灯において、反射体面全体に亘り延在する第1層8としてアル
ミニウムがにコートされており、銀の第2層9はアルミニウムの上にコートされ
ている。このように構成すると、従来のPAR電灯の製造に既に使用されている
全面にアルミニウム層を有する反射体を利用できる利点があり、この全面アルミ
ニウムの縁から離れた部分に後で銀の層をコートするだけでよい。従って、製造
工程の変更は最少でよい。外部から見ると、全面にコートされたアルミニウム反
射体は、均一な外観を有し、従来の電灯と正に同じである。このことは、消費者
に受け入れてもらう上で重要である。
図1で図示した部分に銀を堆積させた後、反射体を大気下においてオーブン中
で5分間450℃の温度で熱した。これにより、銀層は初期の金属鏡面というよ
りはむしろ白っぽい非金属性の拡散的な反射面を有するようになる。オーブンで
加熱してもアルミニウム層には変化はない。熱処理された銀層の外観は、レンズ
を反射体に融合させる次の炎によるシーリング処理によっては影響を受けない。
表1は、(i)アルミニウム反射体表面と(ii)熱処理された銀/アルミニウ
ム反射体表面と(iii)鏡面状銀/アルミニウム反射体表面とを有する電灯間の
比較試験の結果を示す。電灯の各々には、PAR38反射体と、85Wのコイル
とを設け、0.8バール下で90%のアルゴンおよび10%の窒素からなるガス
を充填した。
熱処理した銀層を有する試料よりも鏡面状銀層を有する総ての試料の方がより
高い効率を得たが、熱処理した銀層を有する試料はEPACTの基準を満たし、
通常の(アルミニウムだけの)電灯よりも相当大きな効率を示し、しかも公称寿
命は2150時間にも達し、ガス圧は僅か0.8バールであった。
例えばレンズを融合する電灯を設計する上で二つの材料からなる反射表面を用
いる利点は、他の光源を用いた電灯にも十分に適応可能である。従って、光源が
ハロゲン化金属か或いは高圧ナトリウムアーク管のようなハロゲンカプセルか或
いはHIDアーク管である反射電灯では、このタイプの反射面によって一致して
効率が対応して増大する。さらに銀を蒸着した反射面の領域のパーセンテージを
変化させることもできる。
本発明の好適な特徴であると考えられることを記載してきたが、本技術におけ
る当業者は、添付した請求の範囲の範囲内で様々な変更が可能でることを認識す
るであろう。例えばアルミニウムがレンズの縁のシール領域において最高の性能
を提供することが分かったが、アルミニウム合金のような他の材料も使用するこ
とができ、他の材料も製造中この高温度領域において変質に対して同じ抵抗力を
有する。従って上述した説明は単なる例示にすぎず、本発明の範囲を制限するも
のではない。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 シェパード ジャック アール
アメリカ合衆国 ウェストヴァージニア州
26554 フェアモント ボックス 339シ
ー ルート 6
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.長手方向軸線、基底部分(4)、光の照射開口を決定する縁(5)及び基底 部分(4)から反射体(2)の縁(5)まで延在する内表面(6)を有する透明 材料の反射体(2)と、 前記縁(5)に固着された透明材料のレンズ(10)と、 前記反射体(2)内に配置された光源(20)と、 前記反射体の内部表面(6)上の反射コート(7)とを具え、 前記反射コートが、前記縁(5)から前記基底部分(4)の方向へと延在す る第1のコート部分(8)と前記縁(5)から離間した軸線上の位置から前記基 底部分(4)まで延在する第2のコート部分(9)とを有し、前記第1のコート 部分(8)が銀以外の材料を含み、前記第2のコート部分(9)が銀を含む反射 電灯において、第2のコート部分(9)が拡散反射し、白っぽい非金属の様態を 有することを特徴とする反射電灯。 2.前記第1のコート部分(8)が前記縁(5)と前記基底部分(6)との間に 完全に延在する第1の層の一部分であり、前記第2のコート部分(9)が前記第 1の層上に堆積した層である請求項1記載の反射電灯。 3.前記第1の層が本質的にアルモニウムからなる請求項2に記載の反射電灯。 4.前記光源(20)が白熱フィラメントであり、前記反射体(2)およびレン ズ(10)に囲まれた空間に本質的にクリプトンと窒素とからなるガス充填した ことを特徴とする請求項3に記載の反射電灯。 5.前記第2のコート部分(9)で反射面の40%と65%との間の領域を被覆 したことを特徴とする請求項4による反射電灯。 6.前記第1のコート部分(8)が本質的にアルミニウムからなる請求項1に記 載の反射電灯。
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