JPH05120909A

JPH05120909A - ランプ

Info

Publication number: JPH05120909A
Application number: JP3311721A
Authority: JP
Inventors: Yuji Iwaasa; 祐二岩浅; Shiro Otaki; 史郎大滝; Kazunari Watanabe; 一成渡辺
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1991-10-30
Filing date: 1991-10-30
Publication date: 1993-05-18

Abstract

(57)【要約】【目的】光拡散性に優れ、かつ、小型で耐熱性に富むラ
ンプを提供する。【構成】少なくとも、透光性を有する保護カバー１と光
源２からなり、光源２の光が保護カバー１を通り、外部
に出射するランプにおいて、保護カバー１が窒化アルミ
ニウム焼結体からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は透光性を有する窒化アル
ミニウム（ＡｌＮ）の焼結体を利用した前照灯、信号灯
等に使用されるランプ等に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、前照灯等に使用される保護カバー
や光を均一に拡散させるための拡散板として、乳白色の
アクリル板や透光性を有する磨りガラス板、或いは内部
に屈折率の異なる微結晶を多数析出させて乳白色にした
オパールガラス板等が知られている。これらの保護カバ
ーや拡散板は光源の直前や光源等からなる光学系の所定
の位置に配置され、光源を保護するため、光束のむらを
無くすため、光束を拡げるため、或いは光強度を低下さ
せるためとして建築物の室内外照明や装飾、鉄道等の信
号灯、写真用のライトボックス、各種光検査装置等に広
く利用されている。

【０００３】しかしアクリル材やガラス材から成る拡散
板は熱伝導率が低くしかも耐熱性・耐熱衝撃性に劣るた
め１００℃前後で変形したり、割れたりし、そのためラ
ンプ等を小型にすることができなかった。しかも、ガラ
ス材は割れ易いため、加工工程に手間を要する。更に
は、これらの従来の材質は光の拡散率が悪いために板厚
を厚くしないと拡散板としての機能を発揮しないことが
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
有する前述の欠点を解消することを目的とするものであ
り、従来知られていなかった小型化が可能な、光拡散性
に優れたランプ等を新規に提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
解決すべくなされたものであり、少なくとも、透光性を
有する保護カバーと光源からなり、光源の光が保護カバ
ーを通り、外部に出射するランプにおいて、保護カバー
が窒化アルミニウム焼結体からなることを特徴とするラ
ンプ等を提供するものである。本発明は、ＡｌＮの焼結
体の有する優れた熱伝導性、光拡散性、光透過性、加工
容易性をスポットライト等の前照灯、照明灯、信号灯の
保護カバー等に利用したものである。

【０００６】以下、図面に従って本発明を詳細に説明す
る。図１に本発明のランプの代表例の断面図を示す。図
１において、１は保護カバー、２は光源、３は反射板で
ある。保護カバー１には、透光性を有するＡｌＮの焼結
体を使用する。このＡｌＮは優れた熱伝導性を必要とす
るため、ＡｌＮの焼結体としての酸素含有量が３重量％
以下であることが好ましい。３重量％程度で数十Ｗ／ｍ
Ｋの熱伝導率があり、オパールガラスの１Ｗ／ｍＫと比
較すると数十倍優れている。

【０００７】酸素含有量の望ましい範囲は０．８重量％
以下であり、このときの熱伝導率は百数十Ｗ／ｍＫであ
る。更に、酸素含有量の特に望ましい範囲は０．３％以
下であり、このときの熱伝導率は約３００Ｗ／ｍＫであ
る。

【０００８】ＡｌＮの焼結体を使用した保護カバー１の
形状は、平面、半球面、凸レンズ状、凹レンズ状、その
他各種のレンズ状等、本発明のランプの用途、機能に合
わせて適宜、選択される。

【０００９】また、この保護カバー１に更に光拡散機能
をもたせる場合は、保護カバー１の表面を磨りガラス状
にすればよい。ＡｌＮの焼結体を構成するＡｌＮの粒径
は強度を考慮した場合、直径３０μｍ以下が適当であ
り、生産性を鑑みるとＡｌＮの粒径は１〜３０μｍが好
ましく、２〜１５μｍが望ましい。特に望ましくは６〜
１２μｍである。

【００１０】図２において、縦軸は光の拡散度を、横軸
はＡｌＮの焼結体の表面粗さ（Ｒａ）をとった。このと
き、ＡｌＮの焼結体の粒径は１０μｍ、板厚は０．６ｍ
ｍで一定とする。

【００１１】ＡｌＮ焼結体の光拡散度は、ＡｌＮの粒径
とＲａによって決定され、粒径が１μｍ以上のときＲａ
がＡｌＮの粒径の３０〜６０％の範囲で最大となり、特
に望ましい。同様に１０〜８０％の範囲がこの最大の半
分程度となり、望ましい範囲であり、２〜９０％の範囲
が通常使用する範囲である。

【００１２】

【作用】ＡｌＮの焼結体は、熱伝導率が３００Ｗ／ｍＫ
以上のものを得ることができ、ガラス材よりも約３００
倍以上の熱伝導性を有する。図３に粒径１０μｍのＡｌ
Ｎの焼結体の板厚と拡散度の相関図を示す。Ｒａは０．
６μｍで一定である。

【００１３】図３において、縦軸は、直径約０．８ｍｍ
のレーザービーム光（波長λ＝６３２．８ｎｍ）をＡｌ
Ｎの焼結体の鉛直方向より照射し、その透過面における
該ビームの拡がり率を測定した値であり、横軸にＡｌＮ
の焼結体の板厚をとった。この結果より、拡散性は板厚
を厚くすることによって増加することがわかる。更には
オパールガラス（図３中＊印）よりも約２倍優れている
ことがわかる。

【００１４】ＡｌＮの焼結体の可視光透過率について
は、板厚０．４ｍｍ、Ｒａ０．５μｍの板状体のＡｌＮ
の焼結体と、同板厚の拡散板として通常使用されている
オパールガラスとを比較すると可視光の範囲で多少異な
るが、ＡｌＮの焼結体の方が優れている。

【００１５】図４はかかる板厚と透過率の相関図であ
る。図４において、縦軸は、積分球にて測定した透過率
とし、横軸はＡｌＮの焼結体の板厚をとった。この結果
よりＡｌＮの焼結体の透過率はオパールガラス（図４中
＊印）のそれよりも約１．５倍優れていることがわかっ
た。また、図４に示すように板厚を増加させることは拡
散性は向上するが同時に透過率が低下することにもつな
がる。そこで拡散板として必要な透過率は使用条件によ
って板厚を制御することで可能となる。

【００１６】また、ＡｌＮの焼結体の優れた光の拡散性
を利用して、ＡｌＮの焼結体の面を光源に斜めに配する
ことにより、反射型光拡散板としても利用することがで
きる。

【００１７】

【実施例】ＡｌＮの焼結体に焼結助剤であるＹ₂ Ｏ₃ を
２．５重量％となるように添加し、更にバインダを加え
ドクターブレード成形法によって得られたグリーンシー
トを金型により成形した後、焼成し板厚０．３ｍｍとし
た。このとき成形後の表面粗さはＲａ＝０．５μｍであ
る。

【００１８】このようにして作られたＡｌＮの焼結体の
透過率を図５に示す。また、拡散度は約１５％となっ
た。このＡｌＮの焼結体を利用して図１に示すようなラ
ンプを製作したところ、明るく、熱の放散性の良いラン
プができた。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、ＡｌＮの焼結体の優れた熱伝
導性、光拡散性、光透過性、加工容易性を利用したもの
で、以下の効果を奏するものである。１）熱伝導性が良いので、熱を発生する光源とランプの
ＡｌＮの焼結体を使用した保護カバーの距離が短くで
き、従来では想像できないようなランプの小型化が可能
となり、かつ、耐熱性、耐変形性に優れたものとなる。２）光拡散性を有するＡｌＮの焼結体を、ランプの保護
カバーとして使用した場合には、従来のオパールガラス
の約２倍程度の光拡散とすることができる。３）金型により成形加工することができるため、孔加工
等も容易にでき、ガラス材等と比較すると生産性が良
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のランプの代表例の断面図

【図２】ＡｌＮの焼結体のＲａと拡散度の相関図

【図３】ＡｌＮの焼結体の板厚と拡散度の相関図

【図４】ＡｌＮの焼結体の板厚と透過率の相関図

【図５】ＡｌＮの焼結体の波長と透過率の相関図

【符号の説明】

１保護カバー２光源３反射板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、透光性を有する保護カバーと
光源からなり、光源の光が保護カバーを通り、外部に出
射するランプにおいて、保護カバーが窒化アルミニウム
焼結体からなることを特徴とするランプ。
【請求項２】保護カバーの表面に凹凸が施されているた
めに、保護カバーが光拡散機能を有していることを特徴
とする請求項１のランプ。
【請求項３】保護カバーがレンズ機能を有していること
を特徴とする請求項１または２のランプ。
【請求項４】透光性を有し、かつ、窒化アルミニウム焼
結体からなるランプ用保護カバー。