JP2002184363A - 小形電球除歪用加熱炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 省エネルギー形で、加熱・変形加工によって
生じた歪みを一様に、かつ確実に除去できる小型電球徐
歪用加熱炉の提供。 【解決手段】 一端方向に炉内温度が順次低下するよう
に構成されたトンネル形加熱炉本体２と、前記トンネル
形加熱炉本体２に沿って配置され、支持装着した被加工
小形電球５をトンネル形加熱炉本体２内で一端方向へ走
行させる走行機構３と、前記トンネル形加熱炉本体２の
外周に離隔して配置され、トンネル形加熱炉本体２の外
周面との間に空気層（空気領域）７を形成する温度反射
体６と、前記温度反射体６の外周側に配置され、温度反
射体６の外周側に真空層９を形成する筐体８とを有する
ことを特徴とする小形電球除歪用加熱炉である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、小形電球除歪用加
熱炉に係り、さらに詳しくは加熱加工・変形時に発生す
る歪み除去に適する省エネルギー形の小形電球除歪用加
熱炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば常夜灯用の小形電球、表示器用
の小形電球などは、一端を封止したガラス管の開口端面
側を、いわゆるマウントの位置決め・封着で構成されて
いる。ここで、マウントは、発光用フィラメントと、前
記発光用フィラメントを架張する一対のインナーリード
と、前記一対のインナーリードにそれぞれ電気的に接続
するアウターリードと、前記アウターリードに溶着させ
たガラスビーズとを有する構成と成っている。

【０００３】そして、小形電球は、一端を封止したガラ
ス管の開口端面側に、前記構成のマウントを位置決めし
・装着し、ガラス管内の排気を行う一方、加熱を施して
ガラスビーズとガラス管開口端側内壁とを溶着封止する
ことにより製造されている。なお、ガラス管に対するマ
ウントの溶着封止に当たり、ガラスビーズを省略して、
アウターリードを導出させた状態でガラス管開口端側を
加熱圧潰させ溶着封止することも行われる。また、前記
マウントの溶着封止後、この溶着封止部を含めて全体的
に加熱整形などの処理を施す場合もある。

【０００４】上記小形電球の製造プロセスにおいても、
一般的なガラスの加熱・変形加工、あるいは一般的な管
球類の加熱・変形加工の場合と同様に、加熱・変形箇所
に歪みが発生する。ここで、被加熱加工体を急冷する
と、加熱・変形加工時に発生・残留した歪みによってク
ラックが発生するため、徐冷（アニーリング）して歪み
を除去している。すなわち、加熱・変形加工品のクラッ
ク発生、もしくはクラックの発生・損壊、もしくはその
可能性などは、小型電球製品の信頼性を低下させ、また
は歩留まり低下となる。したがって、小型電球の製造プ
ロセスにおいては、加熱・変形加工後に引き続いて徐冷
処理を施し、前記加熱・変形加工時に発生し、残留して
いる歪みを除去している。

【０００５】なお、上記徐冷処理は、（ａ）加熱・変形
加工後に加熱を停止し、その加熱炉内に放置して所要の
温度まで自然に冷却する手段と、（ｂ）一端方向へ炉内
温度を順次低温化させたトンネル形加熱炉内を走行・通
過させて冷却する手段とがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の徐冷に
よる徐歪手段の場合は、いずれも加熱炉内の温度を加熱
炉外に放出し、その結果として、被加熱・変形加工体を
徐冷するため、熱エネルギーの浪費を招来することにな
る。すなわち、（ａ）の手段では、ある温度まで自然に
放熱・冷却されるため、加熱・変形加工時の加熱温度と
の温度差分の全体が、加熱炉外に放出・浪費される。一
方、（ｂ）の手段では、（ａ）の場合に較べて加熱炉外
への熱放出・熱エネルギー消費量の程度が少ないとは言
え、トンネル形加熱炉の外周部などからの熱放散があ
り、依然として、熱エネルギー浪費の問題が残される。

【０００７】また、従来の加熱・変形加工後の徐歪手段
（ａ），（ｂ）は、徐冷に要する温度の一定な低減化、
もしくは温度分布の均一化などの確保や規制・制御が困
難であり、徐歪にバラツキを生じる傾向が認められる。
つまり、小型電球の加熱・変形加工領域の一部分、ある
いは加熱・変形加工した小型電球によって、歪みの除去
を充分に行えない場合もあり、加工製品の信頼性低下が
懸念される。

【０００８】上記したように、従来の徐歪手段（ａ），
（ｂ）の場合は、徐冷用加熱炉から外部への放熱が多
く、結果的に、熱エネルギー（電力）の消費量増大とな
り、省エネルギー化に逆行するだけでなく、小型電球の
低コスト化をも損なう。また、加熱・変形加工時に生じ
た歪み除去の程度・バラツキの問題は、この種小型電球
に要求されている信頼性、さらには製品歩留まりや採算
性の点でも由々しい問題の提起といえる。

【０００９】本発明は、上記事情に対処してなされたも
ので、省エネルギー形で、加熱・変形加工によって生じ
た歪みを一様に、かつ確実に除去できる省エネルギー形
の小型電球徐歪用加熱炉の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、一端
方向に炉内温度が順次低下するように構成されたトンネ
ル形の加熱炉本体と、前記加熱炉本体に沿って配置さ
れ、支持装着した被加工小形電球を加熱炉本体内で一端
方向へ走行させる走行機構と、前記加熱炉本体の外周に
離隔して配置され、加熱炉本体の外周面との間に空気層
を形成する温度反射体と、前記温度反射体の外周面側に
配置され、温度反射体の外周側に真空層を形成する筐体
とを有することを特徴とする小形電球除歪用加熱炉であ
る。

【００１１】請求項２の発明は、一端方向に炉内温度が
順次低下するように構成され、かつ軸方向に側壁が帯状
に開口したトンネル形の加熱炉本体と、前記加熱炉本体
の帯状開口部に沿って配置され、支持装着した被加工小
形電球を加熱炉本体内で一端方向へ走行させる走行機構
と、前記走行機構の配置領域外の加熱炉本体外周に離隔
して配置され、加熱炉本体の外周面との間に空気層を形
成する温度反射体と、前記温度反射体の外周面側に配置
され、温度反射体の外周側に真空層を形成する筐体とを
有することを特徴とする小形電球除歪用加熱炉である。

【００１２】請求項１および２の発明は、小形電球の加
熱・変形加工体をトンネル形加熱炉内で走行させ、その
走行過程で所要の除歪を行う加熱炉の構成において、ト
ンネル形加熱炉本体を、その長さ方向に亘って空気層
（空気ないし大気化領域）、および真空層（減圧ないし
真空化領域）で順次包囲し、トンネル形加熱炉本体の熱
エネルギー放出ないし放散を抑制したことを骨子とす
る。すなわち、空気領域層によってトンネル形加熱炉本
体の長さ方向位置の温度バラツキを抑制・防止する一
方、真空領域層によって断熱・保温効果を高め、トンネ
ル形加熱炉本体からの不所望な放熱を全体的に規制する
構成としている。

【００１３】請求項１および２の発明において、トンネ
ル形の加熱炉本体は、たとえば断面が方形、長方形、凸
形あるいは略十字形に開口し、その内壁面もしくは側壁
内に電熱ヒーターなどの熱源を配置した構成を採ってい
る。ここで、熱源の配置は、一端方向に炉内温度が順次
低下するように、たとえば電熱ヒーターの配置ピッチを
変えたり、あるいは発熱容量を変えるなどの手段が採ら
れる。なお、トンネル形加熱炉本体は、たとえば煉瓦な
ど耐熱性材料で構成され、トンネル形加熱炉本体の長さ
や断面開口部の形状・寸法などは、加工対象となる小型
電球の品種、形状・寸法などに応じて決める。

【００１４】請求項１および２の発明において、走行機
構は、たとえばエンドレス形の搬送体であり、予め設置
してある固定用の支持具に被加工小形電球を支持装着
し、この被加工小形電球を加熱炉本体内で一端側に走行
させるものである。ここで、走行機構は、トンネル形加
熱炉本体内を一端側に走行するように配置してもよい
が、次のように、設定することもできる。すなわち、ト
ンネル形加熱炉本体の構造を軸方向に側壁が帯状に開口
した構成とし、この帯状開口部に沿ってトンネル形加熱
炉本体外に走行機構を配置する。そして、前記帯状開口
部を固定用の支持具の走行路として、支持具に装着した
被加工小形電球を加熱炉本体内で一端方向へ走行させる
構成としてもよい。

【００１５】請求項１および２の発明において、トンネ
ル形加熱炉本体の外周面との間に空気層（空気雰囲気領
域）を形成する温度反射体は、たとえばアルミニウムを
素材として構成された壁厚１〜５ｍｍ程度で、トンネル
形加熱炉本体に対して断面環状、もしくは断面Ｃ形の空
気層を形成する。ここで、加熱炉本体外周との離隔（空
気層）は、特に限定されないが、一般的に、５〜３０ｍ
ｍ程度でよい。

【００１６】なお、温度反射体の両端側は、加熱炉本体
の外周面に対して空気をある程度封止できるような封止
構造化することが望ましい。また、走行機構全体を加熱
炉本体外に配置した構成の場合は、走行機構を配置した
領域外の加熱炉本体外周に離隔して温度反射体を配置す
ることになる。

【００１７】請求項１および２の発明において、温度反
射体の外周側に配置され、真空層を形成する筐体は、た
とえばアルミニウムを素材として構成された壁厚５〜２
０ｍｍ程度で、温度反射体の断面形状に対応して断面環
状もしくは断面Ｃ形の真空領域を形成し、たとえば二重
管形の構造を成している。ここで、温度反射体の外周側
の空間（真空層）は、特に限定されないが、一般的に、
５〜２０ｍｍ程度の間隔でよい。

【００１８】なお、筐体が二重管形の構成を採る場合、
その材質によっては内側の管壁を温度反射体と共用させ
てもよい。つまり、温度反射体の一方の面を空気層形成
領域の区画壁面とし、他面側を真空層形成領域の区画壁
面に共用することもできる。ただし、いずれの場合も両
端側は、温度反射体の外周面に対して気密な封止構造と
する必要がある。また、温度反射体および筐体の構造を
断面Ｃ形とした場合は、開口側を揃え、共通の基台でそ
の開口部を封止するなどの構成を採る。

【００１９】請求項１および２の発明では、その長さ方
向に温度傾斜付け可能なトンネル形加熱炉本体外周が空
気層で封じ込められ、トンネル形加熱炉本体からの外部
への熱放散が防止・抑制される。さらに、前記封じ込め
られた空気層の外周は、真空層で封止されて、外界に対
する保温と断熱が行われる。すなわち、トンネル形加熱
炉本体は、予め設定された温度分布を容易、かつ確実に
保持することができる。また、トンネル形加熱炉本体か
ら外界への熱放出も抑制・防止されるので、効率的な熱
エネルギー利用のもとに、信頼性の高い小形電球の除歪
が行われる。

【００２０】

【発明の実施形態】以下、図１を参照して実施例を説明
する。

【００２１】図１は、実施例に係る小形電球除歪用加熱
炉の概略構成を示す断面図である。図１において、１は
帯状の開口部１ａを有する第１の支持基台、２は前記第
１の支持基台１に位置合わせして一体的に配置した一端
方向に炉内温度が順次低下するように構成され、かつ軸
方向に側壁が帯状の開口部２ａを有するトンネル形加熱
炉本体である。

【００２２】ここで、第１支持基台１は、たとえば鉄を
素材とした厚さ１０ｍｍ程度の金属板であり、また、ト
ンネル形加熱炉本体２は、たとえばバルクファイバー
（断熱材）を素材とした厚さ５０ｍｍ程度、長さ２７０
０ｍｍ程度で、かつ長さ方向両端が開口するトンネル形
耐火炉であり、内壁面に電熱ヒーター２ｂを装着した構
成を採っている。なお、第１の支持基台１に対するトン
ネル形加熱炉本体２の位置合わせは、両者の開口部１ａ
および開口部２ａの対峙で行われている。

【００２３】さらに、３は前記トンネル形加熱炉本体２
の帯状開口部２ａに沿って配置され、固定用の支持具４
に支持装着された被加工小形電球５をトンネル形加熱炉
本体２内で一端方向へ走行させる走行機構である。ここ
で、走行機構３は、たとえばエンドレス形ベルトであ
り、支持具４を固定的に担持・装着している。そして、
この支持具４に加熱・変形加工後の被除歪小型電球を装
着支持させ、長さ方向に温度傾斜付け設定したトンネル
形加熱炉本体２内を、順次低温化する方向へ走行させる
構成を採っている。

【００２４】また、６は前記走行機構３を配置した領域
外のトンネル形加熱炉本体２外周に離隔して配置され、
トンネル形加熱炉本体２の外周面との間に空気層７を形
成する温度反射体、８は前記温度反射体６の外周側に配
置され、温度反射体６の外周面側に真空層９を形成する
断面Ｃ形の二重管形筐体である。ここで、温度反射体６
は、たとえばアルミニウムを素材とした厚さ５ｍｍ程
度、長さ２７５０ｍｍ程度の断面略Ｃ字形のボート状を
成している。一方、筐体８は、たとえばアルミニウムを
素材とした壁厚さ１０ｍｍ程度、長さ２８００ｍｍ程度
の断面略Ｃ字形の二重管（壁）８ａ，８ｂ形ボート状を
成している。

【００２５】そして、温度反射体６は、前記トンネル形
加熱炉本体２を全長に亘ってほぼ一定の間隔を置いて覆
うように、二重管形筐体８の内側壁８ａ面に裏打ち的に
位置決め配置されている。つまり、温度反射体６は、二
重管形筐体８の内側壁８ａ面に裏打ち・配置され、封じ
込み形の空気層７を形成している。また、二重管形筐体
８は、前記温度反射体６に裏打ち的に配置された二重管
形筐体８の内壁８ａを介して外壁８ｂとの間で、全長に
亘ってほぼ一定間隔の真空層９を形成する一方、第２の
支持基台１０に固定されている。

【００２６】なお、前記温度反射体６および二重管形筐
体８は、前記走行機構３による支持具４の走行路を確保
する形で装着・配置される。また、温度反射体６の封じ
込み形配置は、厳密な意味で気密な封止構造を採ってお
らないこともあり、若干の空気の出入りは許容される。

【００２７】上記構成の小形電球除歪用加熱炉では、小
形電球の製造・加工工程で、加熱に引き続いて変形加工
したガラスバルブ５を固定用の支持具４に支持装着し、
電熱ヒーター２ｂによって炉内温度が所要の温度に加熱
保温されたトンネル形加熱炉本体２内の通過で、容易、
かつ一様に除歪が省エネルギー的に行われる。つまり、
ガラスバルブ５は、その走行方向へ順次・徐々に低温化
させてあるトンネル形加熱炉本体２内を走行する過程
で、加熱・変形加工で生じた歪み（応力）が容易に、ま
た、確実に除去される。一方、ガラスバルブ５の走行過
程において、トンネル形加熱炉本体２は、温度反射体６
および空気層７の相互的な作用によって効率よく保温さ
れる一方、筐体８および真空層９により外界と断熱され
る。

【００２８】本発明は、上記実施例に限定されるもので
なく、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの変形を
採ることができる。たとえばトンネル形加熱炉本体２の
材質、構造・寸法などは、被加工体（加熱・変形加工
品）の品種や規格・寸法などに対応して任意に選択・設
定できる。また、走行機構３の配置は、トンネル形加熱
炉本体２内を固定用の支持具４が走行する構成としても
よい。

【００２９】

【発明の効果】請求項１および２の発明によれば、加熱
・変形加工で歪みを生じたガラスバルブは、その走行方
向へ順次・徐々に低温化させたトンネル形加熱炉本体内
を走行する。したがって、その走行過程において、歪み
（応力）が容易に、かつ確実に除去することができる。
しかも、ガラスバルブが走行過程において、トンネル形
加熱炉本体は、温度反射体および空気層の相互的な作用
により、効率よく所要の保温がなされる一方、筐体およ
び真空層により外界と断熱される。

【００３０】つまり、ガラスバルブの歪みを容易に、ま
た、全体的、かつ一様・確実に除去できるとともに、熱
エネルギーの放出・放散も防止・抑制される。したがっ
て、小形電球の製造歩留まりの向上、小形電球の性能的
な信頼性向上、省エネルギー化などの点から、実用上、
より有効な手段の提供といえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る小形電球除歪用加熱炉の概略構成
を示す断面図。

【符号の説明】

１……第１の支持基台 １ａ……支持基材の帯状開口部 ２……トンネル形加熱炉本体 ２ａ……トンネル形加熱炉本体の帯状開口部 ２ｂ……電熱ヒーター ３……走行機構 ４……固定用の支持具 ５……被加工小形電球（ガラスバルブ） ６……温度反射体 ７……空気層 ８……二重管形筐体 ８ａ，８ｂ……二重管の管壁 ９……真空層 １０……第２の支持基台

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端方向に炉内温度が順次低下するよう
   に構成されたトンネル形の加熱炉本体と、前記加熱炉本
   体に沿って配置され、支持装着した被加工小形電球を加
   熱炉本体内で一端方向へ走行させる走行機構と、前記加
   熱炉本体の外周に離隔して配置され、加熱炉本体の外周
   面との間に空気層を形成する温度反射体と、前記温度反
   射体の外周面側に配置され、温度反射体の外周側に真空
   層を形成する筐体と、を有することを特徴とする小形電
   球除歪用加熱炉。
2. 【請求項２】 一端方向に炉内温度が順次低下するよう
   に構成され、かつ軸方向に側壁が帯状に開口したトンネ
   ル形の加熱炉本体と、前記加熱炉本体の帯状開口部に沿
   って配置され、支持装着した被加工小形電球を加熱炉本
   体内で一端方向へ走行させる走行機構と、前記走行機構
   の配置領域外の加熱炉本体外周に離隔して配置され、加
   熱炉本体の外周面との間に空気層を形成する温度反射体
   と、前記温度反射体の外周面側に配置され、温度反射体
   の外周側に真空層を形成する筐体と、を有することを特
   徴とする小形電球除歪用加熱炉。