JP2014179174A - Halogen lamp - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ランプ取付時に水平姿勢となったコイル状のフィラメントの中間部位をその上方からワイヤで吊り支えるサポートロッドを備えたハロゲンランプに関し、特に、ヒータ用のランプとして好適なものである。 The present invention relates to a halogen lamp provided with a support rod that supports an intermediate portion of a coiled filament that is in a horizontal posture when the lamp is mounted from above with a wire, and is particularly suitable as a lamp for a heater.
ハロゲンランプは、ガラス封体内に封入する窒素やアルゴン等の不活性ガスに、ヨウ素、臭素などのハロゲンガスを微量添加したものである。
点灯時には、白熱したタングステンフィラメントから昇華するタングステンが、ハロゲンと反応してハロゲン化タングステンとなり、再び高温のフィラメントに戻るハロゲンサイクルを生じる。
これにより、長寿命を図ると共に、蒸発したタングステンがガラス封体内面に付着しないため、ヒータとして用いる場合に、ガラス封体黒化による熱量の低下もなく、良好に熱放射させることができる。
The halogen lamp is obtained by adding a trace amount of a halogen gas such as iodine or bromine to an inert gas such as nitrogen or argon sealed in a glass envelope.
At the time of lighting, tungsten sublimated from an incandescent tungsten filament reacts with halogen to become tungsten halide, and a halogen cycle is produced in which it returns to a high-temperature filament again.
As a result, long life is achieved and evaporated tungsten does not adhere to the inner surface of the glass envelope. Therefore, when used as a heater, heat can be radiated favorably without a decrease in the amount of heat due to blackening of the glass envelope.
図5及び図6はこのような従来のヒータ用の片口金形のハロゲンランプ11の側面図及び正面図を示し、ランプ取付時に横向きとなるガラス封体12内に、その軸方向に延びるコイル状のフィラメント13が配設されると共に、ランプ取付時に水平姿勢となったフィラメント13の中間部位をその上方及び下方からワイヤ14で吊り支えるサポートロッドL11が、フィラメント13の長手方向に沿って、フィラメント13の中心線直上位置に片持ち式に配されている。
また、フィラメント13の下方にも、ワイヤ15で支えるサポートロッド16が、フィラメント13の長手方向に沿って片持ち式に配されている(特許文献1参照)。
FIGS. 5 and 6 show a side view and a front view of such a conventional one-
Further, below the
また、図7及び図8は、従来の他の片口金形のハロゲンランプ21の側面図及び正面図を示しており、本例では、ガラス封体12内に、ランプ取付時に水平姿勢となったフィラメント13の略中央を上方からワイヤ22で支えるサポートロッドL12が、その両端をガラス封体12の両端側に配されたガラス支柱23,24に支持されてフィラメント13の中心線直上位置に架設されている。
また、サポートロッドL12と前記フィラメント13の間には、フィラメント13の両端側をその上方からワイヤ25、26で吊り支えるサポートロッドL13、L14が、前記ガラス支柱23、24からフィラメント13の長手方向に沿って延設され、フィラメント13の中心線直上位置に片持ち式に配されている(特許文献2参照)。
7 and 8 show a side view and a front view of another conventional one-
Further, between the support rod L12 and the
いずれのハロゲンランプ11、21も、フィラメント13の両端は、口金側封止部17に封止された給電ロッド18A、18Bに夫々接続されており、フィラメント13の先端側に接続される給電ロッド18Aは、フィラメント13を避けるように屈曲され、水平姿勢となったフィラメント13の側方を通って先端側に達するように配されている。
In both
これらのハロゲンランプ11、21を水平に取り付けてオンすれば、フィラメント13が通電して発熱するので、これを熱源として利用することができる。
このとき、夫々のフィラメント13はサポートロッドL11及び16、L12−L14で支えられているので、オンオフを繰り返すことによりフィラメント13が伸張収縮しても、変形が生じにくくなっている。
If these
At this time, since each
しかしながら、フィラメント13が加熱されると、複写熱がフィラメント13を中心に放射されるだけでなく、ガラス封体12内で対流が生じて、熱気がフィラメント13の直上に上昇するため、フィラメント13の直上位置に配されたサポートロッドL11−L14が、その熱に晒されることになる。
However, when the
このため、ランプ11、21のオンオフ操作によりサポートロッドL11−L14が熱の膨張収縮を繰り返すうちに、その内部組織が脆弱化する熱劣化や、常時作用しているフィラメント13の荷重により撓むという熱変形を生じやすい。
また、サポートロッドL11−L14は耐熱性の高いタングステンで形成されるが、製造工程で残留応力が残っている場合は、点灯時に生ずるフィラメント13の熱により変形することもある。
いずれの場合も、サポートロッドL11−L14が変形した場合にはフィラメント13の変形を助長し、フィラメント13が短絡して定格以上の電流が流れ、早期にランプ切れを起こすという問題があった。
For this reason, while the support rods L11 to L14 are repeatedly expanded and contracted due to the on / off operation of the
The support rods L11 to L14 are made of tungsten having high heat resistance. However, if residual stress remains in the manufacturing process, the support rods L11 to L14 may be deformed by the heat of the
In any case, when the support rods L11 to L14 are deformed, the deformation of the
そこで本発明は、フィラメントの直上に生ずる熱対流の影響を低減することにより、サポートロッドの熱劣化や熱変形を防止し、ひいては、フィラメントの変形を抑えてランプ寿命を長くすることを特徴としている。 Therefore, the present invention is characterized in that the influence of thermal convection generated immediately above the filament is reduced, thereby preventing the thermal deterioration and thermal deformation of the support rod, and thereby suppressing the deformation of the filament and extending the lamp life. .
この課題を解決するために、本発明は、ランプ取付時に横向きとなるガラス封体内に、その軸方向に延びるコイル状のフィラメントが配設されると共に、ランプ取付時に水平姿勢となった前記フィラメントの中間部位をその上方からワイヤで吊り支える第一および第二のサポートロッドが前記フィラメントの長手方向に沿って配設されたハロゲンランプにおいて、前記第一のサポートロッドと第二のサポートロッドが、前記フィラメントのランプ取付時における直上位置を避けてその直上位置から夫々左方と右方に偏倚した位置に配設されていることを特徴とする。 In order to solve this problem, according to the present invention, a coiled filament extending in the axial direction is disposed in a glass envelope that is turned sideways when the lamp is mounted, and the filament is in a horizontal posture when the lamp is mounted. In the halogen lamp in which the first and second support rods that support the intermediate portion with wires from above are arranged along the longitudinal direction of the filament, the first support rod and the second support rod are the above-mentioned It is characterized in that it is disposed at a position deviated to the left and right from the position directly above, avoiding the position directly above when the filament lamp is mounted.
本発明によれば、ランプ取付時に水平姿勢となったコイル状のフィラメントの中間部位をその上方からワイヤで吊り支える第一のサポートロッドと第二のサポートロッドが、フィラメントの直上位置を避けてその直上位置から夫々左方と右方に偏倚した位置に配設されているので、ランプ点灯時にフィラメントの放熱により当該フィラメントの直上に生ずる熱対流の上昇流に触れて温度が上昇する度合いが低減して、両サポートロッドの熱劣化や熱変形が抑制されると同時に、両サポートロッドが熱変形することによって生ずるフィラメントの捩じれ・撓みなどの変形も抑制されて、フィラメントの変形による短絡事故が防止され、長寿命のハロゲンランプが得られるという効果がある。 According to the present invention, the first support rod and the second support rod that support the intermediate portion of the coiled filament that is in a horizontal posture at the time of lamp mounting with the wire from above are arranged so as to avoid the position directly above the filament. Since it is arranged at positions shifted leftward and rightward from the position directly above, the degree of temperature rise by touching the upward flow of thermal convection generated immediately above the filament due to heat dissipation of the filament when the lamp is lit is reduced. In addition, thermal degradation and thermal deformation of both support rods are suppressed, and at the same time, deformations such as twisting and bending of the filament caused by thermal deformation of both support rods are also suppressed, thereby preventing a short circuit accident due to deformation of the filament. There is an effect that a long-life halogen lamp can be obtained.
本例では、フィラメントの直上に生ずる熱対流の影響を低減することにより、サポートロッドの熱劣化や熱変形を防止し、ひいては、フィラメントの変形を抑えてランプ寿命を長くするという目的を達成するために、ランプ取付時に横向きとなるガラス封体内に、その軸方向に延びるコイル状のフィラメントが配設されると共に、ランプ取付時に水平姿勢となった前記フィラメントの中間部位をその上方からワイヤで吊り支える第一および第二のサポートロッドが前記フィラメントの長手方向に沿って配設されたハロゲンランプにおいて、前記第一のサポートロッドと第二のサポートロッドを、前記フィラメントのランプ取付時における直上位置を避けてその直上位置から夫々左方と右方に偏倚した位置に配設した。 In this example, to reduce the influence of thermal convection that occurs just above the filament, to prevent thermal degradation and thermal deformation of the support rod, and to achieve the purpose of extending the lamp life by suppressing the deformation of the filament. In addition, a coiled filament extending in the axial direction is disposed in a glass envelope that is turned sideways when the lamp is mounted, and an intermediate portion of the filament that is in a horizontal posture when the lamp is mounted is suspended from above by a wire. In the halogen lamp in which the first and second support rods are disposed along the longitudinal direction of the filament, the first support rod and the second support rod are avoided from being directly above the filament when the lamp is mounted. They are arranged at positions offset from the position directly above to the left and right, respectively.
図1〜図4は、本発明に係るハロゲンランプ1の一例を示す。
ハロゲンランプ1は、ランプ取付時に横向きとなるガラス封体2内に、その軸方向に延びるコイル状のフィラメント3が配設されている。
1 to 4 show an example of a halogen lamp 1 according to the present invention.
The halogen lamp 1 is provided with a coil-
ガラス封体2は、片端が加熱圧着されて封止部4が形成され、当該封止部4には、フィラメント3の両端を支持すると共に当該フィラメント3に給電する一対のリード5A,5Bが封止されている。
リード5A,5Bは、基端側が封止部4の近傍に配された円柱状のガラスビーズ6に貫通されている。
一方の内部リード5Aはフィラメント3を避けるようにクランク状に屈曲されて、その先端がガラス封体2の先端チップオフ部2aに挿入支持され、ガラス封体2の光軸方向に沿って配されたフィラメント3の先端側3aを支持すると共に、他方の内部リード5Bがフィラメント3の基端側3bを支持している。
One end of the
The leads 5 </ b> A and 5 </ b> B are penetrated by cylindrical glass beads 6 arranged on the proximal end side in the vicinity of the sealing
One internal lead 5 </ b> A is bent in a crank shape so as to avoid the
両端を前記内部リード5A,5Bに支持されるフィラメント3は、タングステン素線を小径螺旋状に巻いてコイル状に形成した一次コイルをさらに大径螺旋状に巻いて二次コイルが形成された二重巻きコイルからなる。
The
また、外力により、フィラメント3が撓んだり振動したりしないように、ランプ取付時に水平姿勢となったフィラメント3の中間部位をその上方からワイヤW1、W2で吊り支える第一および第二のサポートロッドL1、L2が配されている。
各サポートロッドL1、L2は、フィラメント3の吊下げ位置に応じて夫々の長さが異なり、基端部が前記ガラスビーズ6に挿通支持されて片持ち式に形成されると共に、フィラメント3のランプ取付時における直上位置を避けてその直上位置から夫々左方と右方に偏倚した位置に配設されるようにクランク状に屈曲されて、先端側がフィラメント3の長手方向に沿って延設されている。
Also, the first and second support rods that support the intermediate portion of the
Each of the support rods L1 and L2 has a different length depending on the hanging position of the
本例では、フィラメント3の全長を略4等分する三つの中間位置でフィラメント3が支持され、先端側の中間位置が第一のサポートロッドL1のワイヤW1で、中央の中間位置が第二のサポートロッドL2のワイヤW2で、基端側の中間位置が後述する第三のサポートロッドL3のワイヤW3で支持されている。
また、フィラメント3を掛止するワイヤW1、W2は、各サポートロッドL1、L2の先端側でフックを形成すると共に、サポートロッドL1、L2のフィラメント3に並行して配された部分の全長にわたって、当該サポートロッドL1、L2を覆うように巻回されており、その巻回部分がサポートロッドL1、L2の放熱フィン及び補強部材として機能する。
In this example, the
Further, the wires W1 and W2 for hooking the
フィラメント3の直上位置は、フィラメント3の二重巻コイル部分の直上領域Aにより定義され、当該領域Aは、その幅がフィラメント3の外径に等しく、その長さがフィラメント3の二重巻き部分の長さに等しい(図2、図3参照)。
また、サポートロッドL1、L2がフィラメント3の直上位置を避けてその直上位置から夫々左方と右方に偏倚した位置に配設されるというときは、サポートロッドL1、L2の中心軸が、前記直上領域A内を通過せず、図2の正面側から見たときに、直上領域Aからフィラメント3の長手方向に直交する水平方向である左方と右方に偏倚していることを言うが、さらに、サポートロッドL1、L2とその周囲に巻回されたワイヤW1、W2(フック部分を除く)からなる構造物が、直上領域A内を通過せず、その外側の領域Bを通過するように配されていれば、フィラメント3の熱の影響を低減する上でより好ましい。
The position immediately above the
Further, when the support rods L1 and L2 are disposed at positions deviated from the position immediately above the
各サポートロッドL1、L2は、夫々左方と右方に偏倚した位置に配設されて、フィラメント3の長手方向の比較的近接した部分を両側から引っ張り合うように吊り支えることとなり、力学的なバランスがとりやすいだけでなく、各サポートロッドL1、L2同士が左右に離れていることから接触のおそれが少なく、仮に熱変形を生じたとしても短絡事故を生じにくい。
Each of the support rods L1 and L2 is disposed at a position biased to the left and right, respectively, and suspends and supports a relatively close portion of the
また、図2に示すように、第一および第二のサポートロッドL1、L2が、フィラメント3の上端位置Hより上方に配されていれば、ワイヤW1、W2によるフィラメント3の鉛直方向に対する吊下角度をより小さくすることができるので、各サポートロッドL1、L2に作用するモーメントをより小さくすることができ、熱の影響を受けたときにモーメントによる変形を軽減することができる。
As shown in FIG. 2, if the first and second support rods L1 and L2 are arranged above the upper end position H of the
さらに、図2に示すように、第一および第二のサポートロッドL1、L2が、その中心と、フィラメント3の中心を結んだ線Gが鉛直方向に対して45°以下の角度となるように配されていれば、ワイヤW1、W2によるフィラメント3の鉛直方向に対する吊下角度を45°以下にすることができるので、この場合も、各サポートロッドL1、L2に作用するモーメントを小さくすることができ、熱の影響を受けたときにモーメントによる変形を軽減することができる。
Further, as shown in FIG. 2, the first and second support rods L1 and L2 are arranged such that the line G connecting the center and the center of the
また本例では、フィラメント3の長手方向に沿って、第一および第二のサポートロッドL1、L2により吊り支えられる位置よりもフィラメント3の基端側でフィラメント3を下方から支持するワイヤWを先端に備えた第三のサポートロッドL3が、前記ガラスビーズ6から片持ち式に延設されている。
Further, in this example, a wire W that supports the
フィラメント3をワイヤW3で下支えする第三のサポートロッドL3を配することにより、上方から吊り支える第一および第二のサポートロッドL1、L2と併せて、フィラメント3の長手方向3カ所を略等間隔で支持するように配することができるので、フィラメント3の熱変形をより確実に防止することができる。
第三のサポートロッドL3は、フィラメント3の端部側から片持ち式に延設され、フィラメント3の当該端部側を下支えしているので短くて済み、万一フィラメント3が熱変形しても短絡のおそれが少なく、下方に向かって照射される輻射熱を遮ることもない。
By arranging the third support rod L3 for supporting the
The third support rod L3 is cantilevered from the end side of the
以上が本発明の一構成例であって、次にその作用について説明する。
ヒータ熱源として使用するため、ハロゲンランプ1を水平に取り付けて点灯させると、リード5A、5Bを介してフィラメント3が通電されて発熱する。
フィラメント3で生じた熱は、輻射熱として、ガラス封体2を透過して外部に放射されると共に、ガラス封体2内には、フィラメント3から直上に上昇し、ガラス封体2近傍で冷却されて内周面に沿って降下する熱の対流が形成される。
すなわち、輻射熱の影響はフィラメント3の周囲で上下に関係なく略均一であるが、対流熱の影響により、フィラメント3の直上領域Aがガラス封体2内で最も温度の高い領域となっており、その外側の領域Bは、直上領域Aに比して比較的温度が低い領域となっている。
The above is one configuration example of the present invention, and the operation thereof will be described next.
For use as a heater heat source, when the halogen lamp 1 is mounted horizontally and lit, the
The heat generated in the
That is, the effect of radiant heat is substantially uniform around the
このとき、フィラメント3を上から吊り支える第一および第二のサポートロッドL1、L2は、直上位置を避けて左方、右方に偏倚して配されているので、フィラメント3から直上に上昇する対流熱による熱の影響を受けにくい。
すなわち、第一および第二のサポートロッドL1、L2の中心軸が、直上領域Aから外れているので、サポートロッドL1、L2とこれに一体的に巻回されたワイヤW1、W2(フック部分を除く)からなる構造物の断面の一部が直上領域A内を通過する場合であっても、そのほとんどが直上領域Aから外れて領域Bを通過することとなるので、フィラメント3から直上に上昇する対流熱による熱の影響は軽減される。
At this time, the first and second support rods L1 and L2 that support and suspend the
That is, since the central axes of the first and second support rods L1 and L2 are out of the region A immediately above, the support rods L1 and L2 and the wires W1 and W2 wound integrally therewith (the hook portion is Even when a part of the cross section of the structure consisting of the above structure passes through the region A directly above, most of the crossing passes through the region B out of the region A directly above, so that it rises directly above the
さらに、サポートロッドL1、L2およびワイヤW1、W2(フック部分を除く)からなる構造物が、直上領域A内を通過せず、領域Bを通過するように配されていれば、フィラメント3から直上に上昇する熱の対流に晒されることがない。
Further, if the structure composed of the support rods L1 and L2 and the wires W1 and W2 (excluding the hook portion) is arranged so as not to pass through the region A immediately above but through the region B, the structure directly above the
したがって、ランプ点灯時にフィラメント3の放熱によりフィラメント3の直上に生ずる熱対流の上昇流に触れて温度が上昇する度合いが低減され、両サポートロッドL1、L2の熱劣化や熱変形が抑制されると同時に、両サポートロッドL1、L2が熱変形することによって生ずるフィラメントの捩じれ・撓みなどの変形も抑制されて、フィラメント3の変形による短絡事故が防止され、ひいては、長寿命のハロゲンランプが得られる。
Accordingly, when the lamp is turned on, the degree of temperature rise due to the heat convection rising immediately above the
なお、実施例では、ガラスビーズ6を片側に配して、片持ち式のサポートロッドL1及びL2を2本設けた場合について説明したが、ガラスビーズ6を図7に示す従来技術と同様にガラス封体の両端に配してもよい。
この場合、例えば、1本のサポートロッドを両端支持としてフィラメント3の直上位置から左右片側に偏倚して配し、残り2本のサポートロッドを片持ち式として反対側に偏倚させて配することができ、フィラメント3を上方から三本のサポートロッドで吊り支える場合に、夫々のサポートロッドを離して配することができるのでサポートロッド同士の短絡事故を防止できる。
In the embodiment, the case where the glass beads 6 are arranged on one side and the two cantilevered support rods L1 and L2 are provided has been described. However, the glass beads 6 are made of glass as in the prior art shown in FIG. It may be arranged at both ends of the envelope.
In this case, for example, one support rod can be supported at both ends, and can be biased from the position immediately above the
また、実施例では、ワイヤW1、W2をサポートロッドL1、L2のフィラメント3に並行して配された部分の全長にわたって、当該サポートロッドL1、L2を覆うように巻回した場合について説明したが、巻回範囲は任意であって、先端側の所定範囲にのみ巻回させる場合であってもよい。ただし、その全長にわたって巻回した場合は、ワイヤW1、W2による放熱効果及び補強効果がより高いと考えられる。
さらに、下方に配された第三のサポートロッドL3に巻回されたワイヤL3は、当該サポートロッドL3の先端側にのみ巻回した場合について説明したが、上述した理由により、フィラメント3に並行して配された部分の全長にわたって巻回してもよいことはもちろんである。
In the embodiment, the case where the wires W1 and W2 are wound so as to cover the support rods L1 and L2 over the entire length of the portion arranged in parallel with the
Furthermore, the case where the wire L3 wound around the third support rod L3 disposed below is wound only around the tip end side of the support rod L3 has been described. Of course, it may be wound over the entire length of the arranged portion.
本発明は、ランプ取付時に水平姿勢となったコイル状のフィラメントの中間部位をその上方からワイヤで吊り支えるサポートロッドを備えたヒータ用のハロゲンランプの用途に適用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to the use of a halogen lamp for a heater provided with a support rod that suspends a middle portion of a coiled filament that is in a horizontal posture when the lamp is mounted from above.
1 ハロゲンランプ
2 ガラス封体
3 フィラメント
W1、W2 ワイヤ
L1、L2 サポートロッド
1
Claims (5)
前記第一のサポートロッドと第二のサポートロッドが、前記フィラメントのランプ取付時における直上位置を避けてその直上位置から夫々左方と右方に偏倚した位置に配設されていることを特徴とするハロゲンランプ。 A coil-shaped filament extending in the axial direction is disposed in a glass envelope that is turned sideways when the lamp is mounted, and the intermediate portion of the filament that is in a horizontal position when the lamp is mounted is suspended from above by a wire. And a halogen lamp in which a second support rod is disposed along the longitudinal direction of the filament,
The first support rod and the second support rod are disposed at positions deviated leftward and rightward from the position immediately above the position where the filament is mounted at a position above the lamp, respectively. Halogen lamp to be used.
A third support rod provided at the tip with a wire that supports the filament from below on the end side of the filament from a position where the filament is supported by the first and second support rods along the longitudinal direction of the filament. 5. The halogen lamp according to claim 1, wherein the halogen lamp is cantilevered from the end side.
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