JPH1154094A - ハロゲン電球およびその製造方法 - Google Patents
ハロゲン電球およびその製造方法Info
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Abstract
高効率で安価なハロゲン電球およびその製造方法を得
る。 【解決手段】 発光管1は主要部に楕円体形状部1aを
有する。主要部の他端部は封止部2を有する。フィラメ
ントコイル3は、楕円体形状部1aの内部に、発光管1
の中心軸上に位置して、内部リード線9,10によって
保持されている。発光管1の封止部2を除く外表面には
赤外線反射膜4が形成されている。発光管1の封止部2
の外表面には赤外線反射膜4の非形成部2aが形成され
ている。封止部2には、内部リード線9,10の端部が
接続された金属箔5と、一端部がこの金属箔5に接続さ
れ、他端部が封止部2外部に導出した外部リード線6と
が封止されている。封止部2において、気密封止されて
いない隙間領域7に露呈している外部リード線6および
金属箔5の各表面に赤外線反射膜4が形成されている。
Description
射膜を形成したハロゲン電球およびその製造方法に関す
るものである。
ように、フィラメントコイル14が位置する直管形の発
光管15の表面部分に、TiO2膜形成溶液とSiO2膜
形成溶液に交互に浸して膜を形成する、いわゆる浸漬方
法によって、赤外線反射膜16を形成した片端封止形の
ハロゲン電球17が知られている。
19に封止されたモリブデンからなる金属箔20の一部
と、一端部がこの金属箔20に接続され、他端部が封止
部19外部に導出して設けられた外部リード線21との
外縁に沿って、これら金属箔20および外部リード線2
1と、封止部19の石英ガラスとの間に空隙18が生じ
ている。
8を通じて空気が封止部19内に侵入し、封止部19内
の金属箔20がランプ寿命中に酸化してしまう。このた
め、最終的に封止部19において、リークやクラックを
引き起こしてしまい、ランプを短寿命としてしまうとい
う不具合があった。また、このようなハロゲン電球のラ
ンプ効率は赤外線反射膜16の形成によって7%程の上
昇しか見られない。
ゲン電球として、図6に示すように、発光管22を真空
状態の炉の中に入れた後、この炉内をタンタル(Ta)
およびシリコン(Si)の雰囲気に交互にする、いわゆ
るCVD方法(Chemical VapourDep
osition Technique)によって、発光
管22の表面に赤外線反射膜23を形成した両端封止形
の楕円形石英発光管22を外管24内に備えたものが知
られている。
赤外線反射膜23と楕円形発光管22とにより、約50
%という高い発光効率の上昇が実現されている。しかし
ながら、外管24内に発光管22を保持した、いわゆる
二重管形構造であるため、構造が複雑でコスト高とな
る。
箔の寿命中の酸化を防止して、長寿命・高効率で安価な
ハロゲン電球およびその製造方法を提供することを目的
とする。
は、端部に封止部を有し、内部に、ハロゲン元素と希ガ
スが封入されているとともに、フィラメントコイルが保
持された石英からなる発光管を備え、前記発光管の表面
に赤外線反射膜が形成されているとともに、前記封止部
には、前記フィラメントコイルに接続された金属箔と、
一端部が前記金属箔に接続され、他端部が前記封止部外
部に導出した外部リード線とが封止されており、前記封
止部において、気密封止されていない隙間領域に露呈し
ている前記外部リード線の表面および前記金属箔の表面
に前記赤外線反射膜が形成されているとともに、前記封
止部の表面に前記赤外線反射膜の非形成部が形成された
構成を有する。
部の温度を低下することができるとともに、封止部内の
隙間領域の空気に露呈している外部リードおよび金属箔
を赤外線反射膜によって、空気中の酸素から遮へい・保
護することができるので、ランプ寿命中の金属箔の酸化
を防止することができる。
は、端部に封止部を有し、内部に、ハロゲン元素と希ガ
スが封入されているとともに、フィラメントコイルが保
持された石英からなる発光管を備え、前記発光管の表面
に赤外線反射膜が形成されているとともに、前記封止部
には、前記フィラメントコイルに接続された金属箔と、
一端部が前記金属箔に接続され、他端部が前記封止部外
部に導出した外部リード線とが封止されており、前記封
止部において、気密封止されていない隙間領域に露呈し
ている前記外部リード線の表面および前記金属箔の表面
に前記赤外線反射膜が形成されているとともに、前記封
止部の表面に前記赤外線反射膜の非形成部が形成された
ハロゲン電球の製造方法であって、前記発光管の表面に
前記赤外線反射膜を形成した後、前記封止部の表面に形
成された前記赤外線反射膜を除去する構成を有する。
を防止できるハロゲン電球を得ることができる。
て、図面を用いて説明する。
であるハロゲン電球は、内部に、ハロゲン元素と希ガス
が封入されているとともに、タングステンからなる全長
10mmのフィラメントコイル3が保持された石英から
なる全長44mmの発光管1を備えている。
主要部に外径14mmの楕円体形状部1aを有してい
る。この主要部の一端部はチップオフによって閉塞さ
れ、この主要部の他端部には封止部2を有している。フ
ィラメントコイル3は、発光管1の主要部、すなわち楕
円体形状部1aの内部に、発光管1の中心軸上に位置し
て、内部リード線9,10によって保持されている。発
光管1の封止部2を除く外表面には赤外線反射膜4が形
成されている。発光管1の封止部2の外表面には赤外線
反射膜4の非形成部2aが形成されている。
部が接続されたモリブデンからなる金属箔5と、一端部
がこの金属箔5に接続され、他端部が封止部2外部に導
出したモリブデンからなる外部リード線6とが封止され
ている。
隙間領域7に露呈している外部リード線6の表面および
金属箔5の表面に赤外線反射膜4(図2において、斜線
で示す)が形成されている。なお、内部リード線9,1
0は石英ステム11で保持されている。また、封止部2
にはセラミック口金キャップを有する口金12がセメン
トにより固着されている。
下、本発明品という)を電源電圧110V,90W定格
入力で点灯したところ2400lmの光束、26.6l
m/Wの高効率が得られた。なお、赤外線反射膜4を形
成していない比較電球の特性を調べたところ、2400
lmの同光束を得るのに150Wの入力を要した。つま
り、本発明品では比較電球と比して40%の省電化が実
現されることがわかった。
管1の一端部は排気管(図示せず)をチップオフしたチ
ップオフ部8であり、ランプの排気工程ではこの排気管
を通じて発光管1の内部を真空にし、次いで所定量のハ
ロゲン化合物CH2Br2およびキセノンとチッ素ガスの
混合ガスを 0.6MPa封入した後、排気管をチップ
オフしている。排気後、発光管1はCVD反応炉内に保
持して、18層のTa 2O5−SiO2からなる赤外線反
射膜4を発光管1の表面に形成している。このように赤
外線反射膜4を形成した後の発光管1を図3に示す。
ド線9,10、金属箔5、外部リード線6の封止の際、
封止された金属箔5の一部と、この金属箔5に接続され
た外部リード線6との外縁に沿って、金属箔5の一部と
外部リード線6と、封止部2の石英ガラスとの間に熱膨
張係数の相違により、気密封止されていない隙間領域7
が生じている。
線反射膜4を形成すると、図4に示すように、CVD形
成工程中に赤外線反射膜4が気密でない隙間領域7に侵
入し、隙間領域7の外部リード線6の表面および金属箔
5の表面に赤外線反射膜4が形成される。これはCVD
プロセスは基本的に気相反応であり、反応ガスが隙間領
域7に拡散・浸入していくからである。また、赤外線反
射膜4は封止部2外部に導出した外部リード線6の表面
にも形成される。
ロセスとしては、封止ならびに排気後の発光管1をその
ままCVD反応炉内に保持して形成するのが簡易で生産
性が高い最適なプロセスといえる。しかるに、かかる最
適CVD形成プロセスを採用したとき、必然的に赤外線
反射膜4が発光管1の封止部2を含む発光管1の外表面
全体に形成されることになる。しかしながら、発光管1
の表面全体、特に封止部2に赤外線反射膜4が形成され
ているものでは、点灯・消灯を繰り返し、かつ点灯時の
封止部2の温度が450℃を越えた場合、発光管材料で
ある石英ガラス、金属箔5、および外部リード線6がそ
れぞれ膨張・収縮するため、封止部2内の外部リード線
6および金属箔5表面に形成された赤外線反射膜4に亀
裂が生じ、この亀裂を通じて空気が金属箔5に達し、金
属箔5がランプ寿命中に酸化してしまう。このため、最
終的に封止部2において、リークおよびクラックが発生
して、ランプを短寿命にしてしまう。また、このような
現象は点灯中の封止部2の温度が高ければ高いほど生じ
やすくなる。
管1の表面全体に赤外線反射膜4が形成されたハロゲン
電球をダイクロイック反射ミラー(図示せず)に組み込
み反射鏡付きハロゲン電球(図示せず)とし、寿命試験
を行ったところ、目標定格寿命2000時間に対して1
000時間以内に封止部2がリーク・クラックが発生し
て短寿命に至ることが判明した。
部2の赤外線反射膜4を除去することによって、ランプ
器具内定格点灯時の封止部2の温度を大幅に低下するこ
とができることを確認した。
いないハロゲン電球の定格点灯時における封止部2の温
度は約460℃であったが、図2に示す口金12を設け
ていない本発明にかかる発光管1を上記した反射鏡に組
み込んだ反射鏡付きハロゲン電球の封止部2の点灯時温
度は345℃と低下することができた。
域7に露呈されている外部リード線6および金属箔5の
表面に赤外線反射膜4を形成し、かつ、封止部2表面に
形成された赤外線反射膜4を除去し封止部2に赤外線反
射膜4の非形成部2aを形成することによって、目標で
ある定格寿命2000時間以上の約2500時間の長寿
命化を達成できることがわかった。
ド線6および金属箔5の表面に形成された赤外線反射膜
4は、隙間領域7の空気に露呈している外部リード線6
および金属箔5を、空気中の酵素から遮へい・保護し、
酸化を抑制していると考えられる。
管1の全表面に赤外線反射膜4を形成した後、封止部2
表面に形成された赤外線反射膜4を除去すればよい。
方法としてはCVD方法を用いたが、浸漬方法を用いて
もよい。また、封止部2の表面の赤外線反射膜4を除去
する方法としては、サンドブラストなどの機械的方法を
用いればよい。サンドブラスト方法によれば、封止部2
の表面の赤外線反射膜4は除去され、隙間領域7の赤外
線反射膜4はそのまま残ることになる。なお、この場
合、外部リード線6の封止部2の外部に導出している表
面部分の赤外線反射膜4は同時に除去される。
れば、ランプ点灯中における、封止部の温度を低下する
ことができるとともに、封止部内の隙間領域の空気に露
呈している外部リードおよび金属箔を赤外線反射膜によ
って、空気中の酸素から遮へい・保護することができる
ので、ランプ寿命中の金属箔の酸化を防止することがで
き、長寿命・高効率でかつ簡易な構造で安価にすること
ができる。
よれば、長寿命・高効率でかつ簡易な構造で安価なハロ
ゲン電球を得ることができる。
図
図
た後のハロゲン電球の正面図
Claims (6)
- 【請求項1】 端部に封止部を有し、内部に、ハロゲン
元素と希ガスが封入されているとともに、フィラメント
コイルが保持された石英からなる発光管を備え、前記発
光管の表面に赤外線反射膜が形成されているとともに、
前記封止部には、前記フィラメントコイルに接続された
金属箔と、一端部が前記金属箔に接続され、他端部が前
記封止部外部に導出した外部リード線とが封止されてお
り、前記封止部において、気密封止されていない隙間領
域に露呈している前記外部リード線の表面および前記金
属箔の表面に前記赤外線反射膜が形成されているととも
に、前記封止部の表面に前記赤外線反射膜の非形成部が
形成されていることを特徴とするハロゲン電球。 - 【請求項2】 前記発光管の少なくとも一部が楕円形状
を有し、前記楕円形状の中心軸上に前記フィラメントコ
イルを保持していることを特徴とする請求項1記載のハ
ロゲン電球。 - 【請求項3】 端部に封止部を有し、内部に、ハロゲン
元素と希ガスが封入されているとともに、フィラメント
コイルが保持された石英からなる発光管を備え、前記発
光管の表面に赤外線反射膜が形成されているとともに、
前記封止部には、前記フィラメントコイルに接続された
金属箔と、一端部が前記金属箔に接続され、他端部が前
記封止部外部に導出した外部リード線とが封止されてお
り、前記封止部において、気密封止されていない隙間領
域に露呈している前記外部リード線の表面および前記金
属箔の表面に前記赤外線反射膜が形成されているととも
に、前記封止部の表面に前記赤外線反射膜の非形成部が
形成されたハロゲン電球の製造方法であって、前記発光
管の表面に前記赤外線反射膜を形成した後、前記封止部
の表面に形成された前記赤外線反射膜を除去することを
特徴とするハロゲン電球の製造方法。 - 【請求項4】 前記発光管の表面に前記赤外線反射膜を
CVD方法によって形成することを特徴とする請求項3
記載のハロゲン電球の製造方法。 - 【請求項5】 前記発光管の表面に前記赤外線反射膜を
浸漬方法によって形成することを特徴とする請求項3記
載のハロゲン電球の製造方法。 - 【請求項6】 前記封止部に形成された赤外線反射膜を
サンドブラスト方法によって除去することを特徴とする
請求項3記載のハロゲン電球の製造方法。
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