CN1282979A - 电灯 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够防止螺旋灯丝断线的长寿命的电灯。这种电灯在一端有封接部(4)的泡壳(1)内,配置螺旋灯丝(5)。该螺旋灯丝(5)张挂着,其两端分别连接于从封接部(4)引出的一对导丝(7、8)的一端。导丝(7、8)由设置于封接部(4)与螺旋灯丝(5)之间的芯柱(6)支持。吸气剂构件(9)设置于封接部(4)与芯柱(6)之间。

Description

电灯

本发明涉及店铺或展览馆等使用的电灯。

众所周知，在这样的已有的电灯、例如卤钨灯中，为了防止因水的循环而缩短寿命，在内部设置有吸气剂构件(日本专利特公昭57-1862号公报、特开平8-129994号公报、特开平8-329905号公报)。

例如特开平8-129994号公报所述，如图6所示，在一端形成封接部17的石英玻璃管18内具有从封接部引出的一对内导丝19及20、沿着管轴张挂在内导丝19及20之间的钨灯丝21、以及设置于钨丝21与封接部17之间并支持一对内导丝19及20的石英玻璃芯柱(stem)22。

在石英玻璃管18内分别封入规定量的氩气和氮气的混合气体以及溴化氢。

钽吸气剂构件23由石英玻璃芯柱22支持于灯丝21一侧、也就是内导丝20的上部。

但是，这样的已有的卤钨灯中，钽吸气剂构件23由石英玻璃的芯柱22支持设置于灯丝21一侧，而钽吸气剂构件23由于与氧发生反应会导致机械强度变弱脆化，从这样的钽吸气剂构件23游离的钽氧化物由于石英玻璃管18内的气体对流，会漂浮移动到灯丝21的附近。然后，浮游的钽氧化物在灯丝21附近热分解，钽析出于灯丝21表面，在其表面形成钽与钨的合金(下面简称“合金”)。由于该合金的熔点(2850℃)低于钨的熔点(3400℃)，因此产生这样的问题，即在灯丝21的一部分形成低熔点的部分，该部分过多蒸发，使灯丝21断丝，寿命缩短。

本发明为解决这样的问题而作，目的在于提供能够防止螺旋灯丝断丝，延长寿命的灯泡。

本发明的卤钨灯，在一端有封接部的灯泡内具有从所述封接部引出的一对导丝、张挂在所述导丝之间的螺旋灯丝、以及设置于所述螺旋灯丝与所述封接部之间并且支持着所述导丝的芯柱，设置的吸气剂构件露出在所述封接部与所述芯柱之间的空间。

借助于此，可以利用芯柱防止从吸气剂构件游离的例如钽氧化物由于螺旋灯丝周围的气体对流而漂移到螺旋灯丝附近，因此，能够防止在螺旋灯丝表面形成吸气剂构件材料的钽与灯丝材料钨的合金，从而能够提供可以防止螺旋灯丝断丝、以便延长使用寿命的电灯。

图1是本发明第1实施形态的卤钨灯的正面图。

图2是图1的A-A线剖面图。

图3是本发明第2实施形态的卤钨灯的主要部分放大的正面图。

图4是图3的卤钨灯的主要部分放大的侧面图。

图5是本发明第3实施形态的卤钨灯的主要部分放大的正面图。

图6是已有的卤钨灯主要部分的正面图。

下面利用附图对本发明的实施形态加以说明。

本发明第1实施形态的消耗功率为130W的卤钨灯如图1所示，具有总长度55mm的石英玻璃构成的泡壳1。

该泡壳1包含依次连续设置的封闭部2、筒状部3、封接部4。而且在泡壳1内封入惰性气体及微量的卤素有机化合物的混合气体0．2MPa。

筒状部3为外径11mm的圆筒状。钨制成的螺旋灯丝5配置于筒状部3内的中心轴上。该螺旋灯丝的两端分别连接于从封接部4引出的一对导丝7、8的一端，张挂在一对导丝7与8之间。

导丝7、8由设置于封接部4与螺旋灯丝5之间的石英玻璃制造的芯柱将其隔开支持。又，直径0．20mm、全长2mm的棒状的钽构成的吸气剂构件9如下所述这样设置，使其一部分露出于封接部4与芯柱6之间的空间中。导丝7、8的另一端通过封接于封接部4中的钼制金属箔10、11分别连接于外导丝12、13上。

芯柱6如图2所示，是将2支外径2．5mm、全长7mm的圆柱状实心棒6a、6b的侧面的一部分熔化接合而成的。导丝7、8夹在这2支实心棒6a、6b的接合面之间。而吸气剂构件9的一部分也夹在这2支实心棒6a、6b的接合面之间，支持于芯柱6上。因此，吸气剂构件9不设置在导丝7、8之间的直线上，而与导丝7、8平行排列。

吸气剂构件9不限于只是使用钽，也可以使用钽与铌和锆中的至少一种的合金。

下面对这样的卤钨灯(下面称为“本发明的产品”)的作用效果加以说明。

对本发明的产品与下述已有产品的寿命特性调查结果如下。

首先，分别制造出各20个本发明的产品以及如图6所示的卤钨灯，图6所示的卤钨灯(下称“已有的产品”)是在螺旋灯丝远离芯柱的一端与导丝的连接处附近的导丝上焊接钽箔构成的吸气剂构件，除了这一点以外，结构都与本发明的产品相同。各制造出的卤钨灯以额定电压110V点灯，进行寿命测定，得到表1所示的结果。

以卤钨灯点灯起到螺旋灯丝断线为止的时间作为使用寿命。而平均使用寿命采用威布尔平均时间。所谓最短使用寿命是指灯丝最早断线的电灯的使用寿命。这些概念对于下述表2及表3也相同。

表1

	威布尔平均时间	最短使用寿命
			本发明的产品	3120小时	2700小时
已有的产品	2200小时	1470小时

由表1可知，本发明的产品的威布尔平均时间为3120小时，最短使用寿命为2700小时，而已有的产品的威布尔平均时间为2200小时，最短使用寿命为1470小时。

这样，本发明的产品与已有的产品相比，威布尔时间提高了42％，最短使用寿命提高了84％。

又，已有的产品在点灯1000小时以后肉眼可以看出螺旋灯丝表面有附着物。

因此，对已有的产品中使用寿命在2200小时以下的电灯用扫描电子显微镜检查了螺旋灯丝断线处附近的表面，发现在所述表面有钽的结晶析出。对该相同的地方进行定性分析的结果表明，钨的表面形成厚度为3微米的钽与钨的合金层。

与此相比，本发明的产品在螺旋灯丝5的表面则没有这样的钽的结晶析出。这可以认为是由于芯柱6阻止了从脆化的吸气剂构件9游离的钽的氧化物流入螺旋灯丝5周边的气体对流中，防止了游离的钽的氧化物在螺旋灯丝5的附近漂浮。因此采用本发明能够防止在灯丝5的表面形成钽与钨的合金。

如上所述，利用将吸气剂构件9露出封接部4与芯柱6之间的空间中的设置方法，可以防止螺旋灯丝5断线，因此可以延长使用寿命。

又，利用将吸气剂构件9的一部分保持于芯柱6上的方法，可以很容易地把吸气剂构件9设置于泡壳1内，因此可以简化制造工艺。

而且由于吸气剂构件9是棒状，所以易于将吸气剂构件9保持于芯柱6上，同时能够充分保证吸气剂构件9与芯柱6的接触面积，所以能够使吸气剂构件9不容易从芯柱6中脱出。另外，不仅是棒状，如果是板状或箔状的吸气剂构件，也易于将该板状或箔状的吸气剂构件保持于芯柱6上，同时可以使其与芯柱6的接触面积比棒状吸气剂构件9的情况下更大，因此板状或箔状的吸气剂构件更加不容易从芯柱6中脱出。

但是在吸气剂构件9例如是棒状的情况下，在由于氧化反应而使吸气剂构件9的机械强度下降的状态下，由于点灯时的蒸发，吸气剂构件9逐渐变细，结果吸气剂构件9断裂，不能维持吸气剂构件的功能。

因此，研究了能够维持3000小时以上额定使用寿命的吸气剂构件9的直径大小。但是在制造上要以小于0．01mm的精度调整吸气剂构件9的直径是困难的，因此使吸气剂构件9的直径以0．01mm为单位改变。

上述本发明的产品，制造了具有各种不同吸气剂构件9的直径的卤素点灯，对所制造的卤钨灯的使用寿命进行了测定，得到的结果示于表2。

表2

	吸气剂构件直径(mm)
						0．10	0．15	0．19	0．20	0．25
	威布尔平均使用寿命	2040小时	2350小时	2870小时	3120小时						3220小时

从表2可知，在吸气剂构件9的直径大于0．20mm的情况下，威布尔平均使用寿命大于额定使用寿命。而如果吸气剂构件的直径小于0．19mm，则威布尔平均使用寿命小于额定使用寿命。

又，如果吸气剂构件的直径大于0．40mm，则吸气剂构件容易从芯柱6脱出，不实用。

如上所述，取棒状吸气剂构件9的直径为0．20mm以上，0．40mm以下，这样，即使是在与氧发生反应导致吸气剂构件9的机械强度下降的状态下，采用这样大小的直径在额定使用寿命以上吸气剂构件9也不会断裂，能够维持吸气剂构件的功能。

又，吸气剂构件9最好是保持于芯柱6上，同时又不设置于导丝7、8之间的直线上。下面就本发明的产品和下述比较产品对寿命特性的测定结果加以说明，同时也对其理由加以说明。

制造本发明的产品和除了保持于芯柱6上同时又设置于导丝之间的直线上这一点外结构都与本发明的产品相同的卤钨灯(下称比较产品)各20个，在额定电压110V使所制造的电灯点灯，测定其寿命特性，其结果如表3所示。

表3

	威布尔平均使用寿命	最短使用寿命
			本发明的产品	3120小时	2700小时
比较产品	1260小时	560小时

由表3可知，对于本发明的产品，与表1所述的结果相同，威布尔平均时间为3120小时，最短使用寿命为2700小时。而比较产品的威布尔平均时间为1260小时，最短使用寿命为560小时。

这样，本发明的产品与比较产品相比，威布尔时间为其2．5倍，最短使用寿命为其4．8倍。

比较产品得到这样的结果，其原因考虑如下。

比较产品中，从变脆的吸气剂构件游离的钽的氧化物附着于芯柱的靠封接部一侧的表面。随着点灯时间增加，该钽的氧化物附着的面积变大，不久就接触到各导丝。其结果是，附着的钽化合物使导丝导通、短路、产生电弧，导致导丝断线。

而与上不同的是，在本发明的产品中，即使从变脆的吸气剂构件9游离的钽氧化物附着于芯柱6的靠封接部4一侧的表面，但考虑到由于吸气剂9与导丝7及8的至少1根导丝距离足够大，因此该附着物不会使导丝7和8互相导通，所以导丝7和8不会产生断丝。

如上所述，吸气剂构件9保持于芯柱6上，同时不设置于导丝7、8之间的直线上，这样可以得到更长的使用寿命。

又，最好像本发明这样，把吸气剂构件9与导丝7、8平行排列，并且不在导丝7、8之间的直线上设置吸气剂构件。这样可以更进一步延长使用寿命。

这是由于利用导丝8阻挡了作为附着物的钽的氧化物，使其难于向导丝7一侧漂移。

其次，本发明第2实施形态的消耗功率为130W的卤钨灯，如图3及图4所示，具有直径为0．2mm、全长2mm的棒状的钽制吸气剂构件14，其端部被压扁成厚度为0．1mm、最大宽度为0．3mm的板状，除了这一点以外，均与本发明第1实施形态的消耗功率为130W的卤钨灯结构相同。

吸气剂构件14保持与芯柱6上，其包含板状部分与棒状部分之间形成的阶梯部15的整个板状部分被夹在芯柱6的实心棒6a、6b的接合面中。又，吸气剂构件14的棒状部分露出于封接部4(图3及图4中未图示)与芯柱6之间的空间。而且吸气剂构件14与导丝7、8平行并排，并且不设置于导丝7、8之间的直线上。

采用如上所述的本发明第2实施形态的卤钨灯，能够防止螺旋灯丝5发生断线，因此能够延长使用寿命，而且把吸气剂构件14的端部压扁做成板状，在其板状部分与棒状部分之间形成阶梯部15，并且该阶梯部15被保持(夹持)在芯柱6中，因此，该阶梯部15卡在芯柱6上，特别是吸气剂构件14更加不容易从芯柱6脱出。

还有，在上述第2实施形态中，说明了为使吸气剂构件14更加不容易从芯柱6脱出而在吸气剂构件14上设置阶梯部15的情况，但是，例如使棒状的吸气剂构件弯曲，在吸气剂构件上设置弯曲部，或例如在棒状的吸气剂构件的外表面设置凸起部，使该弯曲部或凸起部保持于芯柱6上，也能够使吸气剂构件14更加不容易从芯柱6脱出。

又，本发明第3实施形态的消耗功率为130W的卤钨灯，如图5所示，除了由钽构成的螺旋状的吸气剂构件16(线径0．2mm)固定于导丝8上这一点外，均与本发明第1实施形态的消耗功率为130W的卤钨灯结构相同。

吸气剂构件16在形成螺旋状的情况下紧紧卷绕固定在导丝8上。

采用上述本发明的结构，使芯柱6与吸气剂构件16间隔开来，因此能够防止芯柱6的表面附着钽的氧化物。其结果是，能够进一步防止导丝7、8之间发生短路，因此能够进一步延长使用寿命。而且即使吸气剂构件16变脆而不能固定在导丝8上，也能够防止吸气剂构件16从导丝8脱落，因此能够更加好地维持吸气剂构件的功能。

还有，在上述第2实施形态中，说明了使用螺旋状的吸气剂构件16的情况，但是使用管状的吸气剂构件的情况下也能够得到相同的效果。但是使用管状的吸气剂构件的情况下，该吸气剂构件在被插入导丝8之后夹紧固定在导丝8上。

在上述各实施形态中，对使用石英玻璃构成的泡壳1的情况进行了说明，但是使用硬质玻璃构成的泡壳也能够得到与上面所述相同的效果。

又，上述各实施形态中对泡壳的筒状部3为圆筒状的情况进行了说明，但是并不限于此，与筒状部3相当的部分的形状为旋转椭圆体或大致为球形的形状也能够得到与上面所述相同的效果。

又，在上述各实施形态中，也可以在泡壳1的表面形成红外线反射膜。

又，把上述各实施形态的卤钨灯与反射体形成一体的照明装置也能够得到与上面所述相同的效果。

还有，在上述各实施形态中对卤钨灯的情况进行了说明，但是使用于氪灯或白炽灯也能够得到与上面所述相同的效果。

Claims (11)

1．一种电灯，其特征在于，在一端有封接部(4)的泡壳(1)内，具有从所述封接部(4)引出的一对导丝(7、8)、张挂在所述导丝(7、8)之间的螺旋灯丝(5)、以及设置于所述螺旋灯丝(5)与所述封接部(4)之间并且支持着所述导丝(7、8)的芯柱(6)，吸气剂构件(9、14、16)设置于所述封接部(4)与所述芯柱(6)之间。

2．根据权利要求1所述的电灯，其特征在于，所述吸气剂构件(9、14)的一部分保持于所述芯柱(6)上。

3．根据权利要求2所述的电灯，其特征在于，所述吸气剂构件(9、14)不设置于所述一对导丝(7、8)之间的直线上。

4．根据权利要求3所述的电灯，其特征在于，所述吸气剂构件(9、14)与所述一对导丝(7、8)平行排列。

5．根据权利要求1～4中的任一项所述的电灯，其特征在于，所述吸气剂构件(9、14)为棒状。

6．根据权利要求5所述的电灯，其特征在于，所述吸气剂构件(9、14)的直径为0．20mm以上，0．40mm以下。

7．根据权利要求1～4中的任一项所述的电灯，其特征在于，所述吸气剂构件(9、14)为板状或箔状。

8．根据权利要求1～6中的任一项所述的电灯，其特征在于，棒状的所述吸气剂构件(14)的端部被压扁成板状。

9．根据权利要求2～8中的任一项所述的电灯，其特征在于，所述吸气剂构件(9、14)保持于所述芯柱(6)的部分具有阶梯部(15)、弯曲部或突起部中的至少一种。

10．根据权利要求1所述的电灯，其特征在于，所述吸气剂构件(16)呈螺旋状或管状，插入固定于至少一条所述导丝(8)。

11．根据权利要求1～10中的任一项所述的电灯，其特征在于，所述吸气剂构件(9、14、16)由钽或其合金构成。

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