JP2013196928A - Filament lamp and heating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、太陽電池の製造、ペットボトルの成形、暖房、複写機やプリンターのトナー定着などに使用されるフィラメントランプおよび加熱装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to a filament lamp and a heating device used for manufacturing a solar cell, molding a plastic bottle, heating, toner fixing of a copying machine or a printer.
フィラメントランプは、筒状のガラス管の内部にフィラメントを配置した構造である。筒状のガラス管の両端はピンチシールによって形成された封止部が形成され、その封止部にはベースが設けられている。ベースの内部には、電線が配置されており、電線は、封止部から導出されたアウターリード線と接続されている。 The filament lamp has a structure in which a filament is arranged inside a cylindrical glass tube. Sealing portions formed by pinch seals are formed at both ends of the cylindrical glass tube, and a base is provided at the sealing portions. An electric wire is arranged inside the base, and the electric wire is connected to an outer lead wire led out from the sealing portion.
このフィラメントランプは、加熱装置の取り付けにおいて、ベース部分が一対の弾性片を備える狭持部材により狭持されることがある。このような取り付けを行う場合に、フィラメントランプの割れが生じている。 The filament lamp may be sandwiched by a sandwiching member having a base portion including a pair of elastic pieces when the heating device is attached. When such attachment is performed, the filament lamp is cracked.
本発明が解決しようとする課題は、割れを抑制可能なフィラメントランプおよび加熱装置を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a filament lamp and a heating device capable of suppressing cracking.
上記課題を達成するために、実施形態のフィラメントランプは、筒状部と、その両端に形成された封止部と、を有するガラス管と、前記封止部に封着された金属箔と、前記筒状部の内部に配置されるように、前記金属箔と電気的に接続されたフィラメントと、前記封止部を内部に収容するように設けられたベースと、を具備し、前記封止部は、前記金属箔と対向する一対の第1の面と、管軸方向に沿い、前記一対の第1の面と接続される一対の第2の面と、で構成されたピンチシール部であり、前記ベースは、前記一対の第1の面と対向する一対の第1の壁部と、前記一対の第2の面と対向する一対の第2の壁部と、を備えており、前記第1の壁部および/または前記第2の壁部のランプ中央側には薄肉部が形成されており、前記薄肉部のランプ中央側端部と前記封止部の隙間の大きさが、前記薄肉部が形成されている前記第1の壁部および/または前記第2の壁部と前記封止部のランプ端側端部の隙間の大きさよりも大きい。 In order to achieve the above object, a filament lamp according to an embodiment includes a glass tube having a cylindrical portion and sealing portions formed at both ends thereof, a metal foil sealed to the sealing portion, A filament electrically connected to the metal foil so as to be disposed inside the cylindrical portion; and a base provided so as to accommodate the sealing portion therein. The portion is a pinch seal portion configured by a pair of first surfaces opposed to the metal foil and a pair of second surfaces connected to the pair of first surfaces along the tube axis direction. The base includes a pair of first wall portions facing the pair of first surfaces, and a pair of second wall portions facing the pair of second surfaces, A thin wall portion is formed on the lamp central side of the first wall portion and / or the second wall portion, and the thin wall portion of the thin wall portion is formed. The gap between the central end of the lamp and the sealing portion is such that the first wall portion and / or the second wall portion where the thin portion is formed and the lamp end side end of the sealing portion. It is larger than the size of the gap between the parts.
以下、発明を実施するための実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described.
(第1の実施形態)
第1の実施形態のフィラメントランプについて、図面を参照して説明する。図1は、第1の実施形態のフィラメントランプについて説明するための図、図2は、第1の実施形態のフィラメントランプにおいて、ベースの一方の断面形状について説明するための図、図3は、第1の実施形態のフィラメントランプにおいて、ベースの他方の断面形状について説明するための図である。
(First embodiment)
The filament lamp of the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram for explaining the filament lamp of the first embodiment, FIG. 2 is a diagram for explaining one cross-sectional shape of the base in the filament lamp of the first embodiment, and FIG. It is a figure for demonstrating the other cross-sectional shape of a base in the filament lamp of 1st Embodiment.
フィラメントランプは、主要部として例えば石英ガラスからなるガラス管1を備えている。ガラス管1は、全長が例えば1900mmである細長い管であり、筒状部11と封止部12とで構成されている。筒状部11は、外径が12mm程度の円筒状の部分である。その一部、例えば管軸方向の略中間部には、チップ111が形成されている。チップ111は、ガラス管1内の排気・ガス導入を行うために用いられた痕であり、もともとは円筒状のガラス管であったが、排気・ガス導入後に開口が封じられて突起物のように残存してなるものである。
The filament lamp includes a glass tube 1 made of, for example, quartz glass as a main part. The glass tube 1 is an elongated tube having a total length of, for example, 1900 mm, and includes a
封止部12は、ピンチャー等を用いてのピンチシール工程により形成されたピンチシール部であり、筒状部11の両端に形成されている。封止部12は、第1の面121と、第2の面122と、端面123と、を備えている。第1の面121は、幅広の面であり、対向する一対で構成されている。第2の面122は、一対の第1の面121と接続される幅狭の面であり、対向する一対で構成されている。端面123は、一対の第1の面121と一対の第2の面122に接続される面であり、封止部12のランプ端側に位置している。封止部12の寸法は例えば、管軸に沿う長さL1は15mm、幅は12mm、厚みは1.5mmである。
The sealing
ガラス管1の内部には空間13が形成されている。この空間13には、例えば、微量の臭素、ヨウ素などのハロゲン物質や、アルゴン、ネオン、窒素などのガスが封入されている。
A
封止部12の内部には、金属箔2が封着されている。金属箔2は例えばモリブデンからなる薄板であり、封止部12の第1の面121と対向するように配置されている。
The
ガラス管1の内部にはフィラメント3が設けられている。フィラメント3は、例えばタングステンからなる金属線である。フィラメント3は、点灯時に発熱する発熱部分と、発熱部分に電力を給電するレグ部分とで構成されている。発熱部分は螺旋状に巻回されてなり、レグ部分は一端は発熱部分の両端に接続され、他端は金属箔2の面上で重ね合わせ接続されている。
A
また、ガラス管1の内部には、アンカー4が設けられている。アンカー4は、例えばタングステンからなる金属線であり、フィラメント3を空間13の略中央に配置するためのサポート部材として機能する。具体的には、一端側はフィラメント3と接続され、他端側はガラス管1の内壁面と接触配置されている。このようなアンカー4は、管軸方向に沿って、複数設けられている。
An anchor 4 is provided inside the glass tube 1. The anchor 4 is a metal wire made of tungsten, for example, and functions as a support member for disposing the
金属箔2のレグ部分が接続されていない側には、アウターリード線5が接続されている。アウターリード線5は、例えばモリブデンやタングステンなどからなる金属線であり、他端側は管軸に沿うように、封止部12から導出されている。
The
封止部12には、ベース6が設けられている。ベース6は、例えばセラミックからなる外囲器であり、寸法は例えば、管軸に沿う長さは21mm、幅は9mm、高さは15mm、厚みは1.5mmである。ベース6は、第1の壁部61と、第2の壁部62と、端壁部63と、を備えている。第1の壁部61は、第1の面121と対向する壁であり、対向する一対で構成されている。第2の壁部62は、第2の面122と対向する壁であり、対向する一対で構成されている。端壁部63は、端面123と対向する壁である。これらの壁により構成されたベース6の内部空間に、端面123の対向側に形成された開口を通じて封止部12が例えばL2=12mm程度、収容される。
The sealing
また、ベース6は、内部に係止壁64と、導入穴65と、溶接穴66と、をさらに備えている。係止壁64は、封止部12の過挿入を防止するための壁であり、それぞれの第2の壁部62上に、第1の壁部61に架橋するように設けられている。導入穴65は、一方の第2の壁部62に設けられた、円形状の穴である。溶接穴66は、それぞれの第1の壁部61に設けられた、円形状の穴である。
The
ベース6の内部には、電線7が設けられている。電線7は、金属線71と金属線71を覆う絶縁性材料からなる被覆部72で構成されている。電線7は、導入穴65を通ってベース6の内部に挿入され、金属線71はアウターリード線5と溶接されている。金属線71とアウターリード線5の溶接は、溶接穴66を利用して行われる。
An electric wire 7 is provided inside the
ここで、本実施形態では、ベース6の第2の壁部62のランプ中央側には薄肉部621が形成されている。薄肉部621は、係止壁64付近からランプ中央側に向かって第2の壁部62の厚みを直線的に徐々に薄くするスロープにより形成されたものである。したがって、封止部12にベース6を装着すると、薄肉部621が形成されている第2の壁部62と封止部12のランプ端側端部の隙間の大きさd1よりも、薄肉部621のランプ中央側端部と封止部12の第2の面122との隙間の大きさd2の方が大きくなる。
Here, in the present embodiment, a
以上のような本実施形態のフィラメントランプ(実施例)と、薄肉部を形成していないフィラメントランプ(比較例1)と、比較例1において封止部とベースの間に接着剤を充填したフィラメントランプ(比較例2)について、図10に示すような一対の弾性片で構成された狭持部材にベース部分を取り付け、点灯させる試験を行った。 The filament lamp of the present embodiment as described above (Example), the filament lamp in which the thin portion is not formed (Comparative Example 1), and the filament in which adhesive is filled between the sealing portion and the base in Comparative Example 1 With respect to the lamp (Comparative Example 2), a test was performed in which a base portion was attached to a holding member composed of a pair of elastic pieces as shown in FIG.
その結果、実施例では割れ等の不具合はほとんど発生しなかったが、比較例1では取り付け時に、ベースで覆われている封止部部分や筒状部と封止部の境界部分で割れが生じたり、チップ付近でランプが破損する不具合が発生した。これは、一対の封止部は必ずしも同一平面上に向きが揃って形成されているわけではなく、ねじれている場合があることが関係すると考えられる。つまり、狭持部材でベースを狭持すると、このねじれによって封止部に応力が加わり、封止部やチップで割れが生じたと考えられる。また、比較例1では、点灯中に同様の不具合が発生した。これは、フィラメントランプは点灯中に高温になるため、熱膨張によって各部材が伸びたり変形したりすることが関係すると考えられる。つまり、その熱膨張によって、ベースが封止部に接触して応力を加え、封止部やチップで割れが生じたと考えられる。また、比較例2では比較例1よりもさらに割れの不具合が発生した。これは、封止部とベースを接着剤で固定した場合には、上記のような応力を全く逃がすことができないため、さらに割れやすいと考えられる。 As a result, almost no defects such as cracks occurred in the examples, but in Comparative Example 1, cracks occurred at the sealing portion covered by the base or at the boundary between the cylindrical portion and the sealing portion at the time of attachment. Or the lamp was damaged near the tip. This is considered to be related to the fact that the pair of sealing portions are not necessarily formed in the same direction on the same plane but may be twisted. In other words, it is considered that when the base is pinched by the pinching member, stress is applied to the sealing portion due to the twist, and cracking occurs in the sealing portion or the chip. Moreover, in the comparative example 1, the same malfunction occurred during lighting. This is considered to be related to the fact that the filament lamp becomes high temperature during lighting, so that each member extends or deforms due to thermal expansion. That is, it is considered that due to the thermal expansion, the base contacts the sealing portion and stress is applied, and the sealing portion and the chip are cracked. Further, in Comparative Example 2, a defect of cracking occurred more than in Comparative Example 1. This is considered that when the sealing portion and the base are fixed with an adhesive, the stress as described above cannot be released at all, so that it is more likely to break.
これに対して、実施例では、第2の壁部62のランプ中央側の内側に薄肉部621を形成し、薄肉部621のランプ中央側端部と封止部12の隙間の大きさd2を、薄肉部621が形成されている第2の壁部62と封止部12のランプ端側端部の隙間の大きさd1よりも大きくしたことで、薄肉部621を形成したことによる隙間により上述のような応力を吸収することができるため、封止部やチップの割れを抑制することができたと考えられる。
On the other hand, in the embodiment, the
なお、図4に示すように、第1の壁部61の内側のランプ中央側に薄肉部611を形成し、薄肉部611が形成されている第1の壁部61と封止部12のランプ端側端部の隙間の大きさd3よりも、薄肉部611のランプ中央側端部と封止部12の第1の面121との隙間の大きさd4の方を大きくするようにしても、実施例と同様の効果を得ることができる。第1の壁部61および第2の壁部62の両方に薄肉部611を形成すると、実施例よりもさらに高い効果を得ることができる。
In addition, as shown in FIG. 4, the
また、薄肉部611、621は、係止壁64付近からランプ中央側に向かって第1の壁部61や第2の壁部62の厚みを曲線的に徐々に薄くするスロープにより形成したものでも、実施例と同様の効果を得ることができる。薄肉部611、621は、第1の壁部61や第2の壁部62のランプ中央側に、段階的に壁の厚みを薄くするように凹ませたものでも、実施例と同様の効果を得ることができる。
The
第1の実施形態においては、第2の壁部62のランプ中央側の内側に薄肉部621を形成し、薄肉部621のランプ中央側端部と封止部12の隙間の大きさd2を、薄肉部621が形成されている第2の壁部62と封止部12のランプ端側端部の隙間の大きさd1よりも大きくしたことで、封止部やチップの割れを抑制することができる。
In the first embodiment, the
(第2の実施形態)
図6は、第2の実施形態のフィラメントランプについて説明するための図である。この第2の実施形態の各部について、第1の実施形態のフィラメントランプの各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a diagram for explaining the filament lamp of the second embodiment. About each part of this 2nd Embodiment, the same part as each part of the filament lamp of 1st Embodiment is shown with the same code | symbol, and the description is abbreviate | omitted.
この実施形態では、第2の壁部621のランプ中央側に、切欠部622を形成している。すなわち、ベース6は図7に示すような形状である。また、切欠部622により、封止部12の管軸方向に沿う長さL1と、切欠部622のランプ端側端部からベース6に収容された封止部12のランプ端側までの長さL4との関係L4/L1を0.3〜0.6としている。
In this embodiment, a
図8は、L4/L1とランプ割れ、ランプとベースとの固定の関係について説明するための図である。 FIG. 8 is a diagram for explaining the relationship between L4 / L1 and lamp cracking and the fixing between the lamp and the base.
図8から、L4/L1が小さくなると、ランプ割れを抑制できる傾向があり、0.6以下、さらには0.5以下が望ましいことがわかる。これは、第1の実施形態と同様に、切欠部622によって応力を吸収することができるためと考えられる。一方、L4/L1が大きくなると、ランプとベースの固定が良好になる傾向があり、0.3以上、さらには0.4以上が望ましいことがわかる。これは、ベースを覆う壁が広くなるためである。したがって、L4/L1は、0.3〜0.6であるのが良く、さらには0.3〜0.5、最適には0.4〜0.5であるのが良い。
From FIG. 8, it can be seen that when L4 / L1 is small, lamp cracking tends to be suppressed, and it is preferably 0.6 or less, and more preferably 0.5 or less. This is considered to be because stress can be absorbed by the
なお、図9に示すように、第1の壁部611のランプ中央側に、切欠部612を形成し、封止部12の管軸方向に沿う長さL1と、切欠部612のランプ端側端部からベース6に収容された封止部12のランプ端側までの長さL4との関係L4/L1を0.3〜0.6としても第2の実施形態と同様の効果を得ることができる。
As shown in FIG. 9, a
第1の実施形態においては、第2の壁部621のランプ中央側に、切欠部622を形成し、封止部12の管軸方向に沿う長さL1と、切欠部622のランプ端側端部からベース6に収容された封止部12のランプ端側までの長さL4との関係L4/L1を0.3〜0.6としたことで、封止部やチップの割れを抑制することができる。
In the first embodiment, a
(第3の実施形態)
図10は、第3の実施形態の加熱装置について説明するための図である。
(Third embodiment)
FIG. 10 is a diagram for explaining the heating device according to the third embodiment.
加熱装置は、狭持部材8とフィラメントランプ10で構成されている。
The heating device includes a sandwiching
狭持部材8は、ステンレスなどの金属からなる固定部材であり、一対の弾性片81、82で構成されている。
The sandwiching
フィラメントランプ10は、第1の実施形態や第2の実施形態で説明したランプであり、ベース6の第1の面61が弾性片81、82によって狭持されている。本実施の形態では、フィラメントランプ10は3本であり、所定間隔で並列配置されている。
The
この加熱装置は、例えばペットボトルの成形に使用される。そのため、ランプは点灯中高温になる。点灯中に高温になると熱膨張によって、部材が伸びたり、変形したりするが、ランプはそれによって生じうる応力を吸収できる構造を具備しているので、割れ等の不具合を抑制することができる。 This heating device is used, for example, for molding a plastic bottle. Therefore, the lamp becomes hot during lighting. When the temperature becomes high during lighting, the member expands or deforms due to thermal expansion. However, since the lamp has a structure capable of absorbing the stress that can be generated by the lamp, problems such as cracking can be suppressed.
本発明は上記実施態様に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。 The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible.
ベース6は、第1の壁部61、第2の壁部62ともにL2/L1が0.3〜0.6を満たすよう構成されたものであってもよい。すなわち、切欠部を具備していないが、ベース6のL2を短くする、例えばL2=約10mmにすることで、上記関係式を満たすものであってもよい。
The
また、ベース6は、図11のように、内部に弾性構造を備えるものであってもよい。具体的には、第1の壁部61および第2の壁部62の空間67に金属製の板バネ68、板バネ68の内側にセラミック製の仕切り板69を配置する構造であってもよい。このベース6では、封止部12をしっかりと保持しつつ、封止部12にかかる応力を吸収することができる。
Moreover, the
この発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1 ガラス管
11 筒状部
12 封止部
121 第1の面
122 第2の面
2 金属箔
3 フィラメント
6 ベース
61 第1の壁部
62 第2の壁部
621 薄肉部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記封止部は、前記金属箔と対向する一対の第1の面と、管軸方向に沿い、前記一対の第1の面と接続される一対の第2の面と、で構成されたピンチシール部であり、
前記ベースは、前記一対の第1の面と対向する一対の第1の壁部と、前記一対の第2の面と対向する一対の第2の壁部と、を備えており、
前記第1の壁部および/または前記第2の壁部のランプ中央側には薄肉部が形成されており、前記薄肉部のランプ中央側端部と前記封止部の隙間の大きさが、前記薄肉部が形成されている前記第1の壁部および/または前記第2の壁部と前記封止部のランプ端側端部の隙間の大きさよりも大きいフィラメントランプ。 A glass tube having a cylindrical part, sealing parts formed at both ends thereof, a metal foil sealed to the sealing part, and the metal so as to be disposed inside the cylindrical part A filament electrically connected to the foil, and a base provided to accommodate the sealing portion therein,
The sealing portion includes a pair of first surfaces opposed to the metal foil and a pair of second surfaces connected to the pair of first surfaces along the tube axis direction. Seal part,
The base includes a pair of first wall portions facing the pair of first surfaces, and a pair of second wall portions facing the pair of second surfaces,
A thin wall portion is formed on the lamp center side of the first wall portion and / or the second wall portion, and the size of the gap between the lamp center side end portion of the thin wall portion and the sealing portion is: A filament lamp that is larger than a gap between the first wall part and / or the second wall part in which the thin part is formed and a lamp end side end part of the sealing part.
前記封止部は、前記金属箔と対向する一対の第1の面と、管軸方向に沿い、前記一対の第1の面と接続される一対の第2の面と、で構成されたピンチシール部であり、
前記ベースは、前記一対の第1の面と対向する一対の第1の壁部と、前記一対の第2の面と対向する一対の第2の壁部と、を備えており、
前記第1の壁部または前記第2の壁部のランプ中央側には、切欠部が形成されており、前記封止部の管軸方向に沿う長さをL1、前記切欠部のランプ端側端部から前記ベースに収容された前記封止部のランプ端側までの長さをL4としたとき、L4/L1が0.3〜0.6を満たすフィラメントランプ。 A glass tube having a cylindrical part, sealing parts formed at both ends thereof, a metal foil sealed to the sealing part, and the metal so as to be disposed inside the cylindrical part A filament electrically connected to the foil, and a base provided to accommodate the sealing portion therein,
The sealing portion includes a pair of first surfaces opposed to the metal foil and a pair of second surfaces connected to the pair of first surfaces along the tube axis direction. Seal part,
The base includes a pair of first wall portions facing the pair of first surfaces, and a pair of second wall portions facing the pair of second surfaces,
A notch portion is formed on the lamp center side of the first wall portion or the second wall portion, the length along the tube axis direction of the sealing portion is L1, and the lamp end side of the notch portion A filament lamp in which L4 / L1 satisfies 0.3 to 0.6, where L4 is a length from the end portion to the lamp end side of the sealing portion accommodated in the base.
前記狭持部材に、前記一対の第1の壁部の外壁面が狭持された請求項1または請求項2に記載のフィラメントランプと、
を具備する加熱装置。 A sandwiching member comprising a pair of elastic pieces;
The filament lamp according to claim 1 or 2, wherein an outer wall surface of the pair of first wall portions is held between the holding members.
A heating apparatus comprising:
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JP2021034284A (en) * | 2019-08-28 | 2021-03-01 | 株式会社 秩父イワサキ | lamp |
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