JP2526908B2 - 光照射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】 本発明は、金属基体の反射面側に可視光反射赤外線吸
収層が形成された反射体を具備している光照射装置に関
する。

【従来の技術】

従来のアルミニウム等の金属を反射面とする反射体
は、電球から放射される可視光および熱線である赤外線
を一緒に反射する。このため、この反射体はここに入射
する赤外線の80〜85％を反射する。 したがって、被照射体には赤外線がそのまま照射さ
れ、被照射体によっては熱変色、または熱変形するおそ
れがあり、熱により劣化しやすい商品の展示用の照明と
して用いるのには不都合であった。 そこで、例えば実開昭62-24409号公報に記載されてい
るように、金属製の基体に司視光反射赤外線吸収層を形
成して、被照射体に照射される赤外線を比較的少なくし
た反射体が知られている。この可視光反射赤外線吸収層
は、光学多層膜層であり、電球から照射された可視光を
反射し、赤外線を熱として吸収する。可視光反射赤外線
吸収層によって吸収された熱の多くは、金属製の反射体
の基体に移動し、さらに反射対の背面から２次輻射また
は熱伝導によりさらに低温部分に散逸していく。 また、金属製の反射体を有するものに限らないで、実
開昭59-33602号公報、特開昭52-110053号公報および実
開昭60-178909号公報に記載されているように、管軸に
沿った細長い発光体を有しこの発光体を光の照射方向と
平行にして装着した例えばハロゲン電球などの電球を具
備する光照射装置が知られている。一般に発光体を光の
照射方向と直交して配置した電球を装着した光照射装置
は消費電力が10ないし25（Ｗ）程度であるのに対して、
上記のように発光体を光の照射方向と平行にして電球を
装着した光照射装置の場合は消費電力が60ないし420
（Ｗ）程度であって消費電力が大きいので、当然このよ
うな光照射装置は点灯時に反射体や電球が非常に高温に
なる。 この種の管軸に沿った細長い発光体を有する高電力の
電球をアルミニウム反射体と組合せ使用した場合、反射
体の温度は100℃前後であり、反射体の頂部に形成する
挿通孔の径はどのような寸法比であっても、温度的に問
題を生じにくいが、可視光反射赤外線吸収層を金属基体
に形成した反射体を使用した場合、反射体は約２倍の20
0℃前後まで温度上昇する。 この種の電球は、バルブの材料に石英ガラスが使用さ
れているため、バルブ内のフィラメントと外部のリード
線とを電気的に接続しながら、かつバルブ内を外気に対
して気密に封止するために、モリブデン箔の導入導体が
バルブの封止部に封装されている。 ところがこの導入導体の耐熱温度は約350℃であり、
電球を裸で点灯しても導入導体部分は約220℃になる。

【発明が解決しようとする課題】

可視光反射赤外線吸収層を有する反射体と、高消費電
力の電球すなわち管形バルブの軸方向に沿った細長い発
行体を有する電球とを組み合わせてなる光照射装置で
は、前述のように反射体の温度上昇により電球の導入導
体が許容温度以上に上昇しやすい。このため、電球の導
入導体の温度が許容値を容易に超越して電球の短寿命が
生じやすい。 また、可視光反射赤外線吸収層を有する反射体では、
反射体の頂部に形成される挿通孔の内径が大きすぎる
と、電球の発光体から直射する赤外線が挿通光を通って
輻射熱として導入導体を温度上昇させる。この結果極め
て容易に許容温度を超え、したがってバルブのクラック
や破裂の発生により電球が短寿命になりやすい。また、
反射面の面積が少なくなるため、器具効率が低下する問
題も生じる。一方、挿通孔の内径が小さすぎると輻射熱
による温度上昇は抑制されるが、バルブと反射体との隙
間が少なくなり過ぎて反射体の内部と後背部との間の対
流が不良となって電球や反射体の温度上昇を招く結果導
入導体の温度上昇が生じ、かつ反射体からの輻射熱も作
用して、これまた導入導体が許容温度を超越して電球が
短寿命になりやすい。 本発明は、可視光反射赤外線吸収層をを有する反射体
を使用する際に、電球のバルブと電球を挿通させる反射
体の挿通孔の径とを所定の関係にすることにより、被照
射体に対する熱照射を著しく減少させながら、電球の導
入導体の温度上昇を抑制して電球が短寿命にならないよ
うにした光照射装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

本発明の光照射装置は、 回転二次曲面をなし、頂部に最小内径Ａ（mm）が下記
の条件を満足する挿通孔を有する金属基体および金属基
体の内面に形成された可視光反射赤外線吸収層を含む反
射体と； 管形バルブおよびこのバルブの管軸に沿って略直線状
の発光体を形成するように管形バルブ内に封装されたフ
ィラメントおよび管形バルブの基端に装着された最大外
径がＢ（mm）の口金部を含み、管形バルブが挿通孔に正
対した状態で反射体内にその軸に沿って配設された電球
と；を具備していることを特徴とする。 （Ｂ＋0.5）≦Ａ≦（Ｂ＋６）（mm） 反射体の金属基体は、アルミニウム、鉄またはステン
レスなど熱伝導の比較的良好な金属であればよい。ま
た、金属基体の回転二次曲面は、たとえば回転放物面形
状であるが、その他の形状であってもよい。さらに、反
射体の電球挿入孔の形状は円形に限定されるものではな
く、電球挿通孔の内径が部分的に異なるような形状であ
ってもよい。この場合、電球挿通孔の内径の最も小さい
部分が最小内径Ａ（mm）である。 可視光反射赤外線吸収層は、被照射体側への赤外線の
照射を極力低減し、所要の波長域の可視光のみを反射す
るものである。なお、この波長域とは赤外線以外の全て
であってもよい。そして、可視光反射赤外線吸収層は、
被照射体側で得ようとする光によっても異なるが、SiO
2、TiO2またはMgF2などの薄膜をコーティングや蒸着な
どによって交互に数層〜数十層に被着することによって
形成できる。 電球は、例えばハロゲン電球などであって、口金部に
おけるソケットへの接続形式はねじ込み式またはさし込
み式などいずれの形式であってもよい。また口金部と
は、口金およびバルブ口金とを接続する接続部または把
持部を含めたものであり、その断面形状は円形に限定さ
れるものではなく、角形状のものであってもよい。した
がって口金部の最大外径Ｂ（mm）とは、口金部の断面形
状がどのような場合でも最も外径の大きい部分の寸法で
ある。 電球の導入導体は、例えばモリブデンを材料とする箔
状のものである。 管形バルブとは、フィラメントを封装している部分と
導入導体を封装している部分とを合わせたものを意味す
る。したがって、管形バルブが反射体の挿通孔に正対し
た状態とは、導入導体が挿通孔に正対しているか挿通孔
よりも反射体の後配部側に位置することを意味する。 管形バルブを反射体内にその軸に沿って配設すると
は、管形バルブの軸を反射体の軸すなわち反射体の回転
二次曲面の回転軸に沿って配設することを意味する。 本発明はスポットライトの他に例えば紫外線照射装
置、映写機用光照射装置、車両用光照射装置、植物育成
用光照射装置などに適用できる。 次に作用を説明する。本発明の光照射装置は、電球の
管軸を反射体の軸に沿わせて（光の照射方向と平行に）
反射体内に配設し、電球を点灯する。これにより、発光
部が発熱し上述のように電球および反射体が高温にな
る。 しかしながら、反射体と電球との関係を前述のように
（Ｂ＋0.5）≦Ａ（mm）と規定したから、電球と反射体
との距離が大きくなって少なくとも反射体の内部と後背
部との間で対流が良好に行われ反射体内部の熱が良好に
放出され反射体と電球の温度上昇を抑制できる。また、
反射体からの輻射熱が電球に伝わりにくくなる。よっ
て、電球の導入導体の温度上昇を抑制できる。 同様にＡ≦（Ｂ＋６）（mm）と規定すると、前述のよ
うに管形バルブが反射体の挿通孔に正対した状態で、導
入導体が挿通孔に正対しているか挿通孔よりも反射体の
非反射面側に位置するため、電球の発光体から直射する
赤外線による輻射熱が反射体で遮られ、電球の導入導体
およびそれを封装した部分のバルブの近傍に伝わりにく
くなる。そして、反射体で遮られた前期の輻射熱は反射
体に吸収された後に放散される。 そして、特許請求の範囲に記載するように（Ｂ＋0.
5）≦Ａ≦（Ｂ＋６）（mm）の関係を満足することによ
り、反射体の内部と後背部との間の対流を大きく阻害す
ることなく、電球の発光体から直射する赤外線による輻
射熱を反射体で必要十分に遮ることができ、また逆に反
射体による電球の発光体からの輻射熱の遮断作用を大き
く阻害することなく、反射体の内部と後背部との間の対
流を必要十分に確保できる。 よって、反射体の内部と後背部との間の対流が良好に
なって反射体内部の温度を低下させることができ、また
電球の発光体からの輻射熱が導入導体の近傍に伝わりに
くくなり、さらには反射体からの輻射熱が管形バルブに
伝わりにくくなるので、導入導体の温度上昇を必要十分
に抑制できる。 また、Ａ≦（Ｂ＋６）（mm）と規定したことにより、
反射体の反射面で特に重要な管形バルブ近傍における反
射面積を必要十分に確保できるので、器具効率を良好に
保てる。

【発明の実施の形態】

以下、図１〜図４を参照して本発明の実施形態を説明
する。 図１は本発明の第１の実施形態を示す一部断面側面
図、図２は同じく背面図、図３は同じく要部断面図、図
４は同じく反射体の一部拡大断面図である。なお、図４
において、司視光反射赤外線吸収層12の厚さは、金属基
体11の厚さよりも拡大率を大きくして描いてある。そし
て、この実施形態に示す光照射装置は、いわゆるスポッ
トライトである。 １は反射体であって、金属基体11と、この金属基体11
の反射面側に形成された可視光反射赤外線吸収層12とを
含んでいる。金属基体11は例えばアルミニウム製であ
り、絞り形成プレス形成などにより所望の回転二次曲面
体に形成されている。この反射体１の反射面側表面は必
要に応じて研磨される。 本実施形態の可視光反射赤外線吸収層12は、可視光反
射赤外線透過性の光学多層膜12-1と、赤外線吸収層12-2
とから形成されている。前記光学多層膜12-1は、SiO2お
よびTiO2を交互に十数層蒸着することによって形成され
たものである。赤外線吸収層12-2、例えばTiの酸化物を
材料とし、蒸着、コーティング等の手段によって形成さ
れたものである、 14は投光開口で、反射対１の前面側に形成されてい
る。15は電球挿通孔で、反射体１の頂部側に形成されて
いる。そして、反射体１は反射面が回転二次曲面形状に
形成されている。 また、反射体１は絞り成形、プレス成形された金属基
体１の表面を適宜研磨した後、可視光反射赤外線吸収層
12が形成される。このような反射体１はかしめ部材５、
支持体４、支持金具８などを介して照明器具本体３に取
付けられる。その後、電球２をソケット６に装着する。
なお、照明器具本体３の前面部にフィルタ等の透光板
（図示しない。）を適宜設けることができる。 ２は電球、たとえばハロゲン電球であり、管形バルブ
21の管軸に沿った直線状の発光体を含むフィラメント22
を上記反射体１の反射面に光学的に対設させて所望の配
光を得られるようになされているとともに、前記フィラ
メント22への導入導体23たとえばモリブデン箔を上記電
球挿通孔15の近傍に位置させて配設されている。具体的
には、管形バルブ21の管軸を反射体１の軸と平行にし、
導入導体23は反射体１の電球挿通孔15の外側先端部より
外側に位置するように配設されている。24は口金部で、
口金25と絶縁体26とからなる。 ３は照明器具本体で、前記反射体１および電球２を収
納してなる。４は反射体１の支持体であり、反射体１の
放熱および反射体からの輻射熱の遮断をも兼ねる作用を
有する。そして、これら支持体４および反射体１はかし
め部材５によりかしめ５れて一体化されている。６はソ
ケットであり、７はソケット収付け台である。また、８
は反射体１の投光開口縁部を前記照明器具本体３に支持
するための支持金真、９はたとえば断熱材からなる枠体
である。なお、照明器具本体３内の電気配線は省略した
が、当業者であれば容易に理解し実施できるものであ
る。また、その他の部分は図から容易に理解できるので
説明を省略する。また、図１において、照明器具本体３
の内部は略上下線対称である。 図５は本発明の第２の実施形態を要部断面図である。
本実施形態は、第１の実施形態に対し、反射体１′の支
持構造が異なる。したがって、この構造について以下説
明し、その他の部分については説明を省略する。反射体
１′は電球挿通孔15′に沿う立上り部16を有し、この立
上り部16を支持体４′に溶接等にて固着されて支持され
ているものである。すなわち、上記第１の実施形態の光
照射装置は、かしめ部材５の内壁間距離にて電球挿通孔
15′の内径が決定されたが、本実施形態においては、反
射体１の立上り部16間の距離にて電球挿通孔15′の内径
Ａが決定される。したがって、本実施形態は設計が容易
であるという利点がある。

【実施例】

次に第１の実施形態による実施例を説明する。実施例
の条件は次のとおりである。 反射体１の電球挿通孔15の内径A:21（mm） 電球2 ：消費電力130（Ｗ）
ハロゲンの電球 口金部の外径B :18.5（mm） この実施例において、反射体１の投光開口14の向きを
変化させた場合の電球２の導入導体22の温度を測定し
た。その結果は次のとおりである。 下向き :345℃ 水平 :270℃ 45°下向き :293℃ 斜め上向き :252℃ 以上のように、いずれの場合も導入導体22（モリブデ
ン箔）の耐熱温度350℃を越えることはなかった。 また、上記条件でそれぞれ寿命試験を行った結果、い
ずれの場合も電球２の寿命が必要とされる寿命よりも短
くなることはなかった。

【発明の効果】

バルブの管軸に沿って略直線状の発光体を形成するよ
うに管形バルブ内にフィラメントを封装した電球は一般
に消費電力が大きく、バルブの封止部の導入導体を耐熱
温度以下に維持するのが難しいが、本発明によれば、反
射体の内部と後背部との間の対流が良好に行われて反射
体内の熱が良好に放出されて電球の温度上昇が抑制さ
れ、また導入導体に反射体からの輻射熱が伝わりにく
く、さらに電球の発光体付近のバルブからの輻射熱が反
射体に遮られると同時に吸収されて放散されるので、電
球の導入導体の温度上昇を抑制できる。よって、導入導
体の酸化や導入導体の封装部分における管形バルブのク
ラックおよびそれに起因する管形バルブ破裂が発生しに
くくなって、電球の寿命が短くなるのを防止し得さらに
は器具効率の良い光照射装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態を示す一部断面側面図

【図２】 同じく背面図

【図３】 同じく要部断面図

【図４】 同じく反射体の一部断面図

【図５】 本発明の第２の実施形態を示す要部断面図

【符号の説明】

１、１′：反射体、11:金属基体、12:可視光反射赤外線
吸収層、15:電球挿通孔、2:電球、21:管形バルブ、22:
フィラメント、23:導入導体

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転二次曲面をなし、頂部に最小内径Ａ
   （mm）が下記の条件を満足する挿通孔を有する金属基体
   および金属基体の内面に形成された可視光反射赤外線吸
   収層を含む反射体と； 管形バルブおよびこのバルブの管軸に沿って略直線状の
   発光体を形成するように管形バルブ内に封装されたフィ
   ラメントおよび管形バルブの基端に装着された最大外径
   がＢ（mm）の口金部を含み、管形バルブが挿通孔に正対
   した状態で反射体内にその軸に沿って配設された電球
   と； を具備していることを特徴とする光照射装置。 （Ｂ＋0.5）≦Ａ≦（Ｂ＋６）（mm）