JP3998050B2

JP3998050B2 - 遮光塗料被着電球及び該電球を備えた車両用灯具

Info

Publication number: JP3998050B2
Application number: JP35403699A
Authority: JP
Inventors: 浩一中村; 圭矢崎; 光博岡野; 均辺見
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1999-12-14
Filing date: 1999-12-14
Publication date: 2007-10-24
Anticipated expiration: 2019-12-14
Also published as: US20010004319A1; JP2001176450A; US6525450B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遮光塗料がガラス管（バルブ）の一部表面に被着された電球及び該電球を備えた車両用灯具に関する。
詳細には、前面レンズから灯具内部を外観視したときに、電球を視認し難くするため、顔料成分を工夫することによってリフレクタと同系色に色調整された遮光塗料を、ガラス管の一部表面に被着させた電球及び該電球を備えた車両用灯具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から使用されている遮光塗料被着電球の側面図である図５、そして、その遮光塗料被着電球を備えたシェード付き車両用灯具の断面図である図６に基づいて、従来技術の内容を簡潔に説明する。
【０００３】
ステップが刻まれていない透明な前面レンズ１０６を備えたヘッドランプ等の車両用灯具１００の灯室１０７に配設される電球（Ｈ４ハロゲン電球など）１０１のガラス管のトップ部１０２には、黒色遮光塗料１０３が一般に被着されている（一般に、「ブラックトップコート」という。）。
【０００４】
この黒色遮光塗料１０３は、電球１０１からの前方出射光を遮ることにより、電球１０１から直接外部に出射される光をなくして、電球１０１からの出射光を図示しないエイミング機構を介して傾動可能に構成されたリフレクタ（電球を内包する反射鏡）１０４で反射させ（符号ｐ参照）、所定方向に照射制御できるようにガラス管のトップ部１０２に被着されるものである。
【０００５】
電球１０１に被着された黒色遮光塗料１０３は、前面レンズ１０６から透けて、アルミ蒸着処理が施されてシルバー色を備えているリフレクタ１０４に黒点状に見えてしまと、見映えが悪く、外観状不具合となってしまう。
【０００６】
このため、電球１０１から出射される光を所定配光パターンに形成する一方で、電球１０１の前方部分を、即ち黒色遮光塗料１０３を隠すために、リフレクタ１０４と同系色の外観色を備え、内部に遮光用の黒色塗料が施された略笠状のシェード１０５と呼ばれる部材が、灯室１０７内に配設されるのが一般的である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、次の技術的課題があった。
（１）近年リフレクタ１０４の反射面の改良によりシェード１０５を用いなくてもリフレクタ１０４のみで所定配光パターンの形成が可能になったにもかかわらず、シェード１０５によって黒色遮光塗料１０３を覆って外部から視認できなくするという技術を採用していたため、灯具１００の構造が複雑化するとともに、部品点数が増加し、コストアップの要因となっていた。
（２）従来から使用されている無機塗料系の黒色遮光塗料１０３成分には、環境汚染物質となり得るクロムや鉛が含まれていた。
（３）黒色遮光塗料１０３をリフレクタ１０４の色と同系色の灰色にするため、白色の二酸化チタンを黒色顔料に混ぜるという技術が考案されたが、高温による熱変色が発生してしまい問題となっていた。
（４）更には、遮光性が良好であるとともに、遮光塗料部分の経時劣化を防ぐため、耐熱性、耐衝撃性、耐食性の向上に関する要請が高まっていた。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、リフレクタの外観色に近似する灰色の遮光塗料を電球に被着することによって、シェード部材を排除するとともに、遮光性に優れ、耐熱性、耐衝撃性、耐食性が高く、環境汚染の心配の無い遮光塗料被着電球及び該電球を備えた車両用灯具を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を採用する。
請求項１に係る遮光塗料被着電球では、ガラス管の一部に被着された遮光塗料の顔料成分に、炭化ケイ素（ＳｉＣ）を含むようにした。
この手段では、白色系の炭化ケイ素を使用することによって、塗料をリフレクタのシルバー色に近似させることができるので、シェードを設けなくても、外部から電球が視認され難くなるので、部品数の低減及びコストダウンを図ることができる。
また、炭化ケイ素は、ケイ素と炭素が１：１で共有結合した結晶構造を有するため、アルミナ、窒化ケイ素を上回る硬度と耐熱性を備えるとともに、耐食性にも優れているので、電球の発熱による変色や損傷が少なくなる。
【００１０】
請求項１に係る遮光塗料被着電球では、前記遮光塗料を、前記顔料成分に黒色焼成顔料（セラミックブラック）を所定量調合することによって、外観色がマンセル値Ｎ５〜８の範囲で特定される灰色となるように色調整した。
この手段では、白色系の炭化ケイ素に黒色焼成顔料を所定量調合することにより、電球周辺に配置されたリフレクタのアルミ蒸着面のシルバー色と保護色様に調和させることができる。
また、炭化ケイ素のやや低い遮光性を黒色焼成顔料によって補うことができるので、色調と遮光性の点でバランスをとることができる。
【００１２】
請求項１に係る遮光塗料被着電球では、前記黒色焼成顔料に、ケイ素（Ｓｉ）のみから構成された無機顔料（ケイ素から構成された、金属を含まない無機顔料）を採用することにした。
この手段では、無機顔料から金属を一切排除できるので環境面で好適である。
【００１３】
請求項１に係る遮光塗料被着電球では、前記炭化ケイ素を、前記遮光塗料中に２０〜３０重量％の範囲で含むようにした。
この手段では、外部からの視認性を確認したところ、耐久性と密着性を備えた好適な灰色の遮光塗料を得ることができる。
【００１４】
請求項２では、請求項１に記載された遮光塗料被着電球を備えた車両用灯具を採用する。
この手段で採用される車両用灯具は、透明な前面レンズを介しても灯室内部の電球が視認し難くなるのでデザイン上、大変見映えがよく、製造過程や破棄処理の際における環境汚染の問題がない。
【００１５】
以上のように、本発明に係る遮光塗料被着電球及び該電球を備えた車両用灯具は、車両用灯具の外観上の品質向上、シェード排除によるコストダウン、環境性の改善等を達成できるという技術的意義を有している。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好適な実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。まず、図１（Ａ）に示す符号１は、自動車や自動二輪車のヘッドランプ等の車両用灯具に内設されるハロゲン電球（Ｈ４タイプ）を例にとって、本発明に係る遮光塗料被着電球の好適な実施形態を側面図で表している。
【００１７】
この電球１は、灯具に嵌着される部分となるアルミ製の封止部１ｂから、略円錐状に尖った尖頭部２（以下「トップ部２」という。）を備えた円筒形の透明なガラス管１ａが前方に延設されており、このガラス管１ａ内部には、フィラメント等の発光部材１ｃが配設されている。尚、封止部１ｂ後方に伸びる板状の部材である符号１ｄは、電源部と接続するための給電端子である。
【００１８】
トップ部２の拡大断面図である図１（Ｂ）に示すように、トップ部２の表面には、遮光塗料３が被着されている。この遮光塗料３は、電球１からの前方出射光Ｐを遮ることにより、電球１から直接外部に出射される光をなくすとともに、電球１からの出射光Ｐを反射して後ろ側に戻して、電球１を取り囲むように配置されたリフレクタ（反射鏡）４で反射させて照射光を得るべく、トップ部２表面に被着されるものである。
【００１９】
図２に基づいて、遮光塗料３が被着された電球１が取付けられた車両用灯具の構成を簡易に説明すると、自動車等のヘッドランプである車両用灯具１０は、合成樹脂で形成された略お椀状のランプボディ５の内側に、図示しないエイミング機構を介して傾動可能に構成されて、光の反射方向を調整できるようにされたリフレクタ４が配設されている。
【００２０】
そして、このリフレクタ４の略中央に設けられた所定箇所には、電球１が取り外し可能に係着等されて取り付けられており、ランプボディ５の前方には、灯室７の開口部分を閉塞するように、ステップのない素通しの（透明な）前面レンズ６が取り付けられている。
【００２１】
尚、符号８は、リフレクタ４とランプボディ５の間の隙間１１を覆うためのダミー部、符号９は、ランプボディ５の後頂部に形成された孔１２を閉塞するためのカバー部材である。
【００２２】
ここで、車両用灯具１０を前方（図２の矢印Ｘ方向）から見たときの状態を簡易に表した図３に示すように、車両用灯具１０を外部から観察すると、前面レンズ６を介して、灯室７内部を見ることができる。具体的には、アルミ蒸着されたリフレクタ５と、このリフレクタ５の中央に配置された電球１（の封止部１ｂ及びトップ部２）を視認することができる。
【００２３】
従って、リフレクタ５のシルバー色（アルミ蒸着色）の中に、従来のような異系色（例えば、黒色）の遮光塗料が被着されたトップ部が存在すると、このトップ部が黒点状に視認されてしまうことから、デザイン状不具合となってしまう。
【００２４】
このため、従来は、リフレクタ５と同系色であるシルバー色のシェード部材（図６の符号１０５参照）を、電球１を覆う様に取付けて、トップ部を隠してしまうという技術を採用していた。しかしながら、この技術では、シェード部材を新たに設けなければならいことから、部品点数が多くなり、コストアップの要因となっていた。
【００２５】
そこで、本願発明者らは、発想を転換して、遮光塗料の色調を、リフレクタ５と同系色に工夫することにより、シェード部材を使用しなくても済むようにするとともに、遮光性の確保や耐久性等をも満足できる遮光塗料を見出すべく鋭意研究を重ねた結果、以下に説明する＜タイプＩ＞又は＜タイプＩＩ＞の遮光塗料の構成（成分）が、特に好適であることを見出した。
【００２６】
＜タイプＩの構成（成分）＞
色味成分として、白色系の色味成分として炭化ケイ素（ＳｉＣ）を採用し、この炭化ケイ素と、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）を成分とする無機顔料である黒色焼成顔料Ａと、を４対１の割合で調合し、ベントナイト（増粘剤）及びシリカ系ワニスに混合する。
【００２７】
ここで、図４に示すように、タイプＩ塗料の特に好適な組成比は、炭化ケイ素：２８重量％、黒色焼成顔料Ａ：７重量％、ベントナイト：３重量％、シリカ系ワニス：６２重量％であった。
【００２８】
＜タイプＩＩの構成（成分）＞
色味成分として、上記タイプＩ同様炭化ケイ素を採用し、この炭化ケイ素と、ケイ素のみを成分とする無機顔料である黒色焼成顔料Ｂと、を７対３の割合で調合し、ベントナイト（増粘剤）及びシリカ系ワニスに混合する。
【００２９】
ここで、図４に示すように、タイプＩＩ塗料の特に好適な組成比は、炭化ケイ素：２８重量％、黒色焼成顔料Ｂ：１２重量％、ベントナイト：２重量％、シリカ系ワニス：５８重量％であった。
このタイプＩＩでは、ケイ素のみから構成された無機顔料を採用することにより、無機顔料から金属を一切排除できるので、環境面でより好適なものとなる。
【００３０】
以上説明したタイプＩとタイプＩＩのいずれの遮光塗料においても、白色系の色味成分として炭化ケイ素を採用した理由は、黒色焼成顔料Ａ又はＢとの調合により、リフレクタ５のアルミ蒸着色と近似する灰色が得られるとともに、炭化ケイ素がケイ素と炭素が１：１で共有結合した結晶構造を有するため、アルミナ、窒化ケイ素を上回る硬度と耐熱性を備えるとともに、耐食性にも優れ、電球の発熱による変色や損傷が少なくなることを見出したからである。
【００３１】
炭化ケイ素と黒色焼成顔料Ａ又はＢとの調合により、上記タイプＩ又はタイプＩＩの遮光塗料３の色調は、社団法人日本塗装工業会発行の色見本帳にのっている色票番号（以下、ＪＰＭＡ塗料用標準色番号という）ＹＮ - ５０〜ＹＮ - ６０の範囲の良好な灰色を呈している。これはマンセル値ではＮ（無彩色）５〜６の範囲に相当するものであり、極端に黒色側又は白色側にも傾かずに、リフレクタ５の色と保護色様の効果を発揮することができるので、大変好適である。
【００３２】
尚、「マンセル値」とは、塗料、塗装業界で一般に使用される色表現手法の一つで、色を色感覚の三属性である色相、明度、彩度によって尺度化した表色系によって定められる数値をいい、従来のブラックトップタイプの遮光塗料被着電球におけるマンセル値は、Ｎ１（黒）であり、白色は、Ｎ９で表される。
【００３３】
ここで、本願発明者が行った実験によれば、遮光塗料３の灰色が、ＪＰＭＡ塗料用標準色番号ＹＮ - ５０〜ＹＮ - ８０の範囲、マンセル値ではＮ（無彩色）５〜８の範囲に入る色調であれば、見映え上許容範囲であった。
【００３４】
尚、タイプＩとタイプＩＩと配合組成との参考実験において、シルバー色を出すという狙いで、塗料成分中にアルミニウムや二酸化チタンを加えてみたところ、高温条件において変色し、黒色系に傾いてしまうため、遮光塗料３としては不向きであることが判明した。
【００３５】
また、タイプＩにおいて採用する黒色焼成顔料Ａ、タイプＩＩにおいて採用する黒色焼成顔料Ｂのいずれにおいても、クロム、鉛などを含まない成分構成を備えているので、環境汚染の心配がないという点でも好適である。
【００３６】
ここで、炭化ケイ素の配合量は、遮光塗料３中、２０〜３０重量％の範囲が望ましいことが判明した。その理由は、炭化ケイ素の配合量を塗料中２０重量％未満とすると、炭化ケイ素によって発揮される塗膜の耐久性が低下して損傷しやすくなり、一方３０重量％を超えると、塗料成分中のベントナイト量は２〜３重量％を維持する必要性から、必然的にワニス成分量を減少させて配合調整せざるを得なくなり、その結果、ガラス管１ａ表面への遮光塗料３の密着性が低下してしまうからである。
【００３７】
以上説明した内容のタイプＩ又はタイプＩＩの遮光塗料３を、トップ部２に被着した電球１に関し、品質テストを行ったところ、極めて良好な結果が得られたので、その結果を以下に列記しておくことにする。
【００３８】
（１）外観
拡散昼光のもとで、目視により確認したところ異常は見られなかった。
また、１４Ｖで１分間点灯して、６５０℃にて１８０秒乾燥後、目視確認したところ、「透け」や「泡」についても全く異常が見られなかった。
【００３９】
（２）ガラス管１ａへの密着性
塗膜にガラス表面に達する１ｍｍ四方の碁盤目を１００個作り、この碁盤目の上に巾２４ｍｍのセロハンテープを完全に密着させ、４５度方向に急激に剥がすという実験を行ったところ、剥離は起きなかった。
【００４０】
尚、６５０℃２時間→室温０．５時間→３０℃２時間→室温０．５時間を１サイクルとして、計３サイクル行った後に上記密着性試験を行ったところ剥離がなかったことから、耐サーマルショック性という点でも問題がない。
【００４１】
（３）硬度
点灯２時間後に、鉛筆（三菱ハイユニ鉛筆）ＨＢを４５度の角度を維持して、芯が折れない程度に強く押しながら前方へ約１ｍｍ動かしたところ、損傷は見られなかった。
【００４２】
（４）耐熱性
６５０℃で１０００時間放置後に、室温条件で１時間放置し、上記外観試験と上記密着性試験を行ったところ、問題が無かった。
【００４３】
（５）耐湿附着性
包装した電球を温度５０℃、湿度９５％の槽内に２４０時間放置し、上記外観試験と上記密着性試験を行ったところ、問題が無かった。
【００４４】
（６）促進耐光性
紫外線を２４０時間照射して、上記外観試験と密着性試験を行ったところ、問題が無かった。
【００４５】
（７）粘着性
温度７０℃の高温槽に電球１を設置して、その上からガーゼを５枚重ねて、更にその上から５００ｇの重りをのせて、２時間放置し、更に室温で１時間放置して、上記外観試験を行ったところ、塗膜に布目跡がつかなかった。
【００４６】
（８）ガラス霞度
電球１をガラス容器に入れて、ガラス板で蓋をし、電球を１３．２Ｖで１時間点灯させて、前記ガラス板の霞度を測定したところ、霞がなく問題が無かった。
【００４７】
以上のように、本発明に係る遮光塗料被着電球及び電球遮光塗料被着電球を備えた車両用灯具は、実用に適したものである。
【００４８】
【発明の効果】
本発明に係遮光塗料被着電球では、白色系の炭化ケイ素を使用することによって、遮光塗料をリフレクタのシルバー色（アルミ蒸着色）に近似させることができるので、電球を隠すためのシェード部材を設けなくても、外部から電球が視認され難くなるので、部品数の低減とコストダウンを達成することができる。
【００４９】
また、塗料成分として使用される炭化ケイ素は、ケイ素と炭素が１：１で共有結合した結晶構造を有するため、アルミナ、窒化ケイ素を上回る硬度と耐熱性を備えるとともに、耐食性にも優れているので、電球の発熱による変色や外部損傷が少なくなるので、高品質な遮光塗料被着電球を提供できる。
【００５０】
更に、白色系の炭化ケイ素に黒色焼成顔料を所定量調合することにより、電球周辺に配設されたリフレクタのアルミ蒸着面のシルバー色と保護色様に、容易に調和させることができるだけでなく、炭化ケイ素のやや低い遮光性を黒色焼成顔料によって補うことができるので、色調と遮光性の点でバランスをとることができる。
【００５２】
黒色焼成顔料として、ケイ素のみから構成された無機顔料を採用することにより、無機顔料から金属を一切排除できるので環境面で好適である。
【００５３】
遮光塗料中の炭化ケイ素を、２０〜３０重量％の範囲で含むようにすれば、外部からの視認性を確認したところ、所望する灰色の遮光塗料を得ることができる。
【００５４】
本発明に係る遮光塗料被着電球を備えた車両用灯具では、透明な前面レンズを介しても灯室内部の電球（のトップ部）が視認し難くなるので、見映えがよく、耐久性にも優れ、製造過程や破棄処理の際において、環境汚染の問題がない。
【００５５】
以上のように、本発明に係る遮光塗料被着電球及び該電球を備えた車両用灯具は、車両用灯具の外観上の品質向上、シェード排除によるコストダウン、環境性の改善等を達成できるので、車両用灯具の製造に係わる産業、ひいては自動車等関連の産業の発達に広く寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）本発明に係る遮光塗料被着電球の好適な実施形態を示す側面図
（Ｂ）同遮光塗料被着電球のトップ部の部分断面図
【図２】同遮光塗料被着電球を備えた車両用灯具の一実施例を示す断面図
【図３】同車両用灯具を前方から見たときの灯室内部の様子を簡易に示す図
【図４】同遮光塗料被着電球の塗料成分の組成比を示す図（表）
【図５】従来の遮光塗料被着電球を示す側面図
【図６】従来の遮光塗料被着電球を備えたシェード付き車両用灯具の断面図
【符号の説明】
１（グレイトップの）遮光塗料被着電球
１ａガラス管
３遮光塗料
１０遮光塗料被着電球を備えた車両用灯具

Claims

ガラス管の一部に被着された遮光塗料の顔料成分に炭化ケイ素（ＳｉＣ）が含まれている遮光塗料被着電球であって、
前記遮光塗料は、前記顔料成分に黒色焼成顔料を所定量調合することによって、外観色がマンセル値Ｎ５〜８の範囲で特定される灰色とされ、
前記黒色焼成顔料は、ケイ素（Ｓｉ）から構成された、金属を含まない無機顔料で、
前記遮光塗料中に前記炭化ケイ素が２０〜３０重量％の範囲で含まれていることを特徴とする遮光塗料被着電球。
請求項１に記載の遮光塗料被着電球を備えたことを特徴とする車両用灯具。