JP3659064B2 - 白熱ランプ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフィラメントがダブルコイル型の白熱ランプであって、このフィラメントが垂直方向に保持されて点灯される白熱ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、白熱ランプは一般照明、光学機器用の光源のほか、熱源としての使用範囲も拡大しており、例えば、急速加熱・高温保持・急速冷却の熱処理用の加熱装置に使用されている。かかる白熱ランプにおいては、フィラメントにダブルコイルを使用したものが好適に利用されている。
【０００３】
図３に、ダブルコイル型の白熱ランプの一例を示す。
フィラメント20は、タングステン線を素線として、これを等ピッチで巻回した一次コイルを、更に等ピッチで二重に巻回して作製したダブルコイルからなる。このフィラメント20は、その両端に、内部リードを兼ねる一対のサポータ30、30’が接続され、バルブ管軸に沿って、バルブ内に中空に釣支された状態で、配設される。
【０００４】
このような白熱ランプ10は、垂直点灯して使用されることにより、点灯時間とともに、フィラメントのコイルが垂下するため、ダブルコイルもまた下に伸びて変形してしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような白熱ランプは、フィラメントが垂直向き、つまり、ダブルコイルの軸が垂直向きなので、コイルの自重がすなわち、これにかかる荷重に等しくなる。したがって、コイルにかかる荷重は、フィラメント下端において最も小さく、それより上方に向かうに伴って漸次増大し、上端において最大になる。
そのため、フィラメント下端においては、荷重があまりかからないので、コイルの垂下も生じ難いが、それより上方に向かって荷重が増大するに伴い、コイルの垂下も顕著になり、フィラメント上端においては、コイルの伸びが最も大きくなる。
【０００６】
ところで、フィラメントは、上端及び下端がサポータに接続されて固定されているので、ダブルコイルの巻数、及び、フィラメント長が変化することはない。したがって、上述の理由により、コイルの垂下を生じると、それより下方に向かっては、ダブルコイルのピッチが漸次狭められてしまって、遂には、ピッチがゼロになって、ダブルコイルの上下に隣在する一次コイル同士が接触し、フィラメントの短絡、溶断といった事態を招来するようになる。
特に、フィラメントの温度が例えば２６００℃以上になるような高温で使用され、オン・オフを短時間で繰り返してパルス点灯される白熱ランプの場合、コイルの垂下を顕著に生じるため、ランプ寿命が短かった。
【０００７】
以上の問題に鑑み、フィラメントの上端、下端のみならず、その長手方向にわたってサポータを取り付け、コイルの垂下に伴うフィラメントの短絡等を防止する手段を取ることも可能である。しかしながら、この方法によると、フィラメント部分の構造が複雑になって、生産性が極めて悪くなってしまう。また、更に、白熱ランプを熱源として利用する場合、特に、ダブルコイルの径に対して、フィラメント長が同程度である場合、フィラメント発光部にサポータを多く設けてしまうと、ランプの熱効率が低下するので好ましくない。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、簡単な構成でコイルの垂下に伴うランプの短寿命化を防止し、使用寿命の長い白熱ランプを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、フィラメントがバルブ内に収容され、該フィラメントが垂直に配置されてサポータで保持されている白熱ランプにおいて、前記フィラメントは、素線が巻回されてなる一次コイルを二重に巻回したダブルコイルからなり、前記一次コイルは、前記フィラメントの下方に比較し、該フィラメントの上方において密に巻回されていることを特徴とする。
【００１０】
【作用】
ダブルコイルの一次コイル側を密に巻回することにより、ダブルコイルに荷重がかけられたとき、当該コイルにかかるせん断応力が小さくなる。したがって、本発明の構成、すなわち、フィラメントの下方側よりも上方側において一次コイルを密に巻回しているという構成により、当該フィラメント上方においては、コイルの垂下に対する耐性、つまり耐垂下性が増大するので、ダブルコイルにかかる荷重が大きくても、垂下を生じ難くなる。
このように、本発明によれば、フィラメントを除くその他のランプの構成を何ら変更することなく、簡単な構成でコイルの垂下を抑制することができて、フィラメントの変形を防止でき、コイル同士が接触することを防止できるようになる。
その結果、フィラメントの短絡、溶断を防止でき、ランプの長寿命化を図ることが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は本発明にかかる白熱ランプの一例である。同図において、白熱ランプ10は、一端に封止部１2が形成されたガラス製バルブ11の内部に、ハロゲン物質を含む不活性ガスが封入され、ダブルコイル型のフィラメント20が配設されている、いわゆる一端封止型のハロゲンランプである。この白熱ランプ10は、実際に使用されるときには、図示しないが、例えば、封止部12にセラミック製のベースが備え付けられれ、該ベースを上にして垂直点灯される。
【００１２】
前記フィラメント20の両端には、内部リードを兼ねるサポータ30、30’が接続されており、このサポータ30、30’は前記封止部12に埋設されたモリブデン箔31、31’に接続され、更にモリブデン箔31、31’が封止部12から突出して外方に伸びる外部リード32、32’に接合されている。
【００１３】
フィラメント20を構成するダブルコイル22は、例えばフィラメント素線であるタングステン線を、径φ１．０に巻回して一次コイル21を作製し、更にこれを径φ４．８で二重に巻回して作製したもので、例えばフィラメント長で約９．８ｍｍ、巻数にして６〜７ターン使用される。
【００１４】
つづいて、図２を参照して説明する。一次コイル21は、一端211においてピッチが０．２９ｍｍで、以降、１０巻回される毎に素線の１５％ずつピッチが増大するように設定して巻回され、同図（ａ）に示すように一次コイルは、一端211側では密に巻回され、他端212に向かって漸次ピッチが増大し、他端212側では疎に巻回されている。
【００１５】
図２（ｂ）は上記した一次コイル21をもとにして製作されたダブルコイルである。このダブルコイルは、例えばピッチが１．５ｍｍで、等ピッチに巻回されている。
【００１６】
以上の構成のダブルコイル22は、その一端211と他端212にサポータ30、30’がそれぞれ接続されて、図１のように、ランプの上側（封止部12側）にコイル一端211が、下側にコイル他端212が位置されるように、バルブ11内に配設される。
【００１７】
このようにすると、フィラメントの上方においては、ダブルコイルの一次コイルが密に巻回されるので、その部分のコイルの耐垂下性が大きくなり、フィラメントの下方に比較し当該フィラメントにかかる荷重が大きくても、コイルの垂下が生じ難くなる。
【００１８】
本発明によれば、フィラメント長やダブルコイルの巻回数を変えずに、又その他のランプの構成も変えることも無く、フィラメントの下方よりも上方において、ダブルコイルの一次コイル側を密に巻回するという簡単な構成のみで、フィラメントにかかる荷重に対応して、コイルの耐垂下性を大きくすることができるようになる。
【００１９】
そして、フィラメントの上方におけるコイルの垂下を抑制することができ、フィラメントの下方においてコイルピッチが狭くなることを防止できるようになる。
その結果、上下に隣在するダブルコイルが接触するのを防止でき、よって、フィラメントの短絡、溶断を防止できるので、ランプの長寿命化を図ることができる。
【００２０】
なお、本願発明は、フィラメントのダブルコイルを構成する一次コイル側のピッチを、当該フィラメントのダブルコイルの伸びを考慮して、疎密に変位せしめたものであり、その他の構成については、種々変更が可能である。例えば、ダブルコイルは等ピッチでなくても良く、ダブルコイルの軸方向で変位していても良い。なお、この場合、フィラメントの上方側のダブルコイルのピッチを狭く、下方側のピッチを広くしておくと、フィラメントの上方においてダブルコイルが伸びて、下方に垂れ下がったときも、ダブルコイルのピッチが広いので、コイル同士が接触するまでに相当の時間を要すことになり、フィラメントの短絡、溶断を回避することができ、更にランプの長寿命化を図ることができる。
【００２１】
また、ダブルコイルの形状も種々変更が可能であり、図２（ｂ）のような外観が円柱状に巻回されたものでなくとも、ダブルコイルの軸方向で径を変位させることも可能であり、例えば、このダブルコイルの径が漸次増大するように一次コイルを巻回して、円錐状のダブルコイルにしても良い。なお、このような円錐状のダブルコイルを使用する場合は、フィラメントの上端側にダブルコイルの径が小さい一端を、他方、下端側に径の大きい他端を配設させると、フィラメント上方においてダブルコイルにかかるせん断応力が小さくなって、更に耐垂下性が増大するので好適である。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ダブルコイルからなるフィラメントの一次コイルを、フィラメント下方よりもフィラメント上方において密に巻回しているので、簡単な構成で、フィラメントの荷重に応じてコイルの耐垂下性を大きくすることができ、フィラメント上方においてコイルの垂下を抑制できて、コイルの変形を防止できる。その結果、フィラメントの短絡、溶断を防止することができるようになり、ランプの長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる白熱ランプの一例である。
【図２】（ａ）一次コイルの側面図
（ｂ）ダブルコイルの側面図
【図３】従来のダブルコイル型の白熱ランプ
【符号の説明】
１０ 白熱ランプ
１１ バルブ
１２ 封止部
２０ フィラメント
２１ 一次コイル
２１１ 一次コイル一端
２１２ 一次コイル他端
２２ ダブルコイル
３０、３０’ サポータ
３１、３１’ モリブデン箔
３２、３２’ 外部リード
【発明の属する技術分野】
本発明はフィラメントがダブルコイル型の白熱ランプであって、このフィラメントが垂直方向に保持されて点灯される白熱ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、白熱ランプは一般照明、光学機器用の光源のほか、熱源としての使用範囲も拡大しており、例えば、急速加熱・高温保持・急速冷却の熱処理用の加熱装置に使用されている。かかる白熱ランプにおいては、フィラメントにダブルコイルを使用したものが好適に利用されている。
【０００３】
図３に、ダブルコイル型の白熱ランプの一例を示す。
フィラメント20は、タングステン線を素線として、これを等ピッチで巻回した一次コイルを、更に等ピッチで二重に巻回して作製したダブルコイルからなる。このフィラメント20は、その両端に、内部リードを兼ねる一対のサポータ30、30’が接続され、バルブ管軸に沿って、バルブ内に中空に釣支された状態で、配設される。
【０００４】
このような白熱ランプ10は、垂直点灯して使用されることにより、点灯時間とともに、フィラメントのコイルが垂下するため、ダブルコイルもまた下に伸びて変形してしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような白熱ランプは、フィラメントが垂直向き、つまり、ダブルコイルの軸が垂直向きなので、コイルの自重がすなわち、これにかかる荷重に等しくなる。したがって、コイルにかかる荷重は、フィラメント下端において最も小さく、それより上方に向かうに伴って漸次増大し、上端において最大になる。
そのため、フィラメント下端においては、荷重があまりかからないので、コイルの垂下も生じ難いが、それより上方に向かって荷重が増大するに伴い、コイルの垂下も顕著になり、フィラメント上端においては、コイルの伸びが最も大きくなる。
【０００６】
ところで、フィラメントは、上端及び下端がサポータに接続されて固定されているので、ダブルコイルの巻数、及び、フィラメント長が変化することはない。したがって、上述の理由により、コイルの垂下を生じると、それより下方に向かっては、ダブルコイルのピッチが漸次狭められてしまって、遂には、ピッチがゼロになって、ダブルコイルの上下に隣在する一次コイル同士が接触し、フィラメントの短絡、溶断といった事態を招来するようになる。
特に、フィラメントの温度が例えば２６００℃以上になるような高温で使用され、オン・オフを短時間で繰り返してパルス点灯される白熱ランプの場合、コイルの垂下を顕著に生じるため、ランプ寿命が短かった。
【０００７】
以上の問題に鑑み、フィラメントの上端、下端のみならず、その長手方向にわたってサポータを取り付け、コイルの垂下に伴うフィラメントの短絡等を防止する手段を取ることも可能である。しかしながら、この方法によると、フィラメント部分の構造が複雑になって、生産性が極めて悪くなってしまう。また、更に、白熱ランプを熱源として利用する場合、特に、ダブルコイルの径に対して、フィラメント長が同程度である場合、フィラメント発光部にサポータを多く設けてしまうと、ランプの熱効率が低下するので好ましくない。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、簡単な構成でコイルの垂下に伴うランプの短寿命化を防止し、使用寿命の長い白熱ランプを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、フィラメントがバルブ内に収容され、該フィラメントが垂直に配置されてサポータで保持されている白熱ランプにおいて、前記フィラメントは、素線が巻回されてなる一次コイルを二重に巻回したダブルコイルからなり、前記一次コイルは、前記フィラメントの下方に比較し、該フィラメントの上方において密に巻回されていることを特徴とする。
【００１０】
【作用】
ダブルコイルの一次コイル側を密に巻回することにより、ダブルコイルに荷重がかけられたとき、当該コイルにかかるせん断応力が小さくなる。したがって、本発明の構成、すなわち、フィラメントの下方側よりも上方側において一次コイルを密に巻回しているという構成により、当該フィラメント上方においては、コイルの垂下に対する耐性、つまり耐垂下性が増大するので、ダブルコイルにかかる荷重が大きくても、垂下を生じ難くなる。
このように、本発明によれば、フィラメントを除くその他のランプの構成を何ら変更することなく、簡単な構成でコイルの垂下を抑制することができて、フィラメントの変形を防止でき、コイル同士が接触することを防止できるようになる。
その結果、フィラメントの短絡、溶断を防止でき、ランプの長寿命化を図ることが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は本発明にかかる白熱ランプの一例である。同図において、白熱ランプ10は、一端に封止部１2が形成されたガラス製バルブ11の内部に、ハロゲン物質を含む不活性ガスが封入され、ダブルコイル型のフィラメント20が配設されている、いわゆる一端封止型のハロゲンランプである。この白熱ランプ10は、実際に使用されるときには、図示しないが、例えば、封止部12にセラミック製のベースが備え付けられれ、該ベースを上にして垂直点灯される。
【００１２】
前記フィラメント20の両端には、内部リードを兼ねるサポータ30、30’が接続されており、このサポータ30、30’は前記封止部12に埋設されたモリブデン箔31、31’に接続され、更にモリブデン箔31、31’が封止部12から突出して外方に伸びる外部リード32、32’に接合されている。
【００１３】
フィラメント20を構成するダブルコイル22は、例えばフィラメント素線であるタングステン線を、径φ１．０に巻回して一次コイル21を作製し、更にこれを径φ４．８で二重に巻回して作製したもので、例えばフィラメント長で約９．８ｍｍ、巻数にして６〜７ターン使用される。
【００１４】
つづいて、図２を参照して説明する。一次コイル21は、一端211においてピッチが０．２９ｍｍで、以降、１０巻回される毎に素線の１５％ずつピッチが増大するように設定して巻回され、同図（ａ）に示すように一次コイルは、一端211側では密に巻回され、他端212に向かって漸次ピッチが増大し、他端212側では疎に巻回されている。
【００１５】
図２（ｂ）は上記した一次コイル21をもとにして製作されたダブルコイルである。このダブルコイルは、例えばピッチが１．５ｍｍで、等ピッチに巻回されている。
【００１６】
以上の構成のダブルコイル22は、その一端211と他端212にサポータ30、30’がそれぞれ接続されて、図１のように、ランプの上側（封止部12側）にコイル一端211が、下側にコイル他端212が位置されるように、バルブ11内に配設される。
【００１７】
このようにすると、フィラメントの上方においては、ダブルコイルの一次コイルが密に巻回されるので、その部分のコイルの耐垂下性が大きくなり、フィラメントの下方に比較し当該フィラメントにかかる荷重が大きくても、コイルの垂下が生じ難くなる。
【００１８】
本発明によれば、フィラメント長やダブルコイルの巻回数を変えずに、又その他のランプの構成も変えることも無く、フィラメントの下方よりも上方において、ダブルコイルの一次コイル側を密に巻回するという簡単な構成のみで、フィラメントにかかる荷重に対応して、コイルの耐垂下性を大きくすることができるようになる。
【００１９】
そして、フィラメントの上方におけるコイルの垂下を抑制することができ、フィラメントの下方においてコイルピッチが狭くなることを防止できるようになる。
その結果、上下に隣在するダブルコイルが接触するのを防止でき、よって、フィラメントの短絡、溶断を防止できるので、ランプの長寿命化を図ることができる。
【００２０】
なお、本願発明は、フィラメントのダブルコイルを構成する一次コイル側のピッチを、当該フィラメントのダブルコイルの伸びを考慮して、疎密に変位せしめたものであり、その他の構成については、種々変更が可能である。例えば、ダブルコイルは等ピッチでなくても良く、ダブルコイルの軸方向で変位していても良い。なお、この場合、フィラメントの上方側のダブルコイルのピッチを狭く、下方側のピッチを広くしておくと、フィラメントの上方においてダブルコイルが伸びて、下方に垂れ下がったときも、ダブルコイルのピッチが広いので、コイル同士が接触するまでに相当の時間を要すことになり、フィラメントの短絡、溶断を回避することができ、更にランプの長寿命化を図ることができる。
【００２１】
また、ダブルコイルの形状も種々変更が可能であり、図２（ｂ）のような外観が円柱状に巻回されたものでなくとも、ダブルコイルの軸方向で径を変位させることも可能であり、例えば、このダブルコイルの径が漸次増大するように一次コイルを巻回して、円錐状のダブルコイルにしても良い。なお、このような円錐状のダブルコイルを使用する場合は、フィラメントの上端側にダブルコイルの径が小さい一端を、他方、下端側に径の大きい他端を配設させると、フィラメント上方においてダブルコイルにかかるせん断応力が小さくなって、更に耐垂下性が増大するので好適である。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ダブルコイルからなるフィラメントの一次コイルを、フィラメント下方よりもフィラメント上方において密に巻回しているので、簡単な構成で、フィラメントの荷重に応じてコイルの耐垂下性を大きくすることができ、フィラメント上方においてコイルの垂下を抑制できて、コイルの変形を防止できる。その結果、フィラメントの短絡、溶断を防止することができるようになり、ランプの長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる白熱ランプの一例である。
【図２】（ａ）一次コイルの側面図
（ｂ）ダブルコイルの側面図
【図３】従来のダブルコイル型の白熱ランプ
【符号の説明】
１０ 白熱ランプ
１１ バルブ
１２ 封止部
２０ フィラメント
２１ 一次コイル
２１１ 一次コイル一端
２１２ 一次コイル他端
２２ ダブルコイル
３０、３０’ サポータ
３１、３１’ モリブデン箔
３２、３２’ 外部リード
Claims (1)
- フィラメントがバルブ内に収容され、該フィラメントが垂直に配置されてサポータで保持されている白熱ランプにおいて、
前記フィラメントは、素線が巻回されてなる一次コイルを二重に巻回したダブルコイルからなり、
前記一次コイルは、前記フィラメントの下方に比較し、該フィラメントの上方において密に巻回されていることを特徴とする白熱ランプ。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP14412399A JP3659064B2 (ja) | 1999-05-24 | 1999-05-24 | 白熱ランプ |
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Family Applications (1)
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| JP14412399A Expired - Lifetime JP3659064B2 (ja) | 1999-05-24 | 1999-05-24 | 白熱ランプ |
Country Status (5)
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| EP (1) | EP1102309B1 (ja) |
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2000
- 2000-05-22 WO PCT/JP2000/003249 patent/WO2000072358A1/ja active Application Filing
- 2000-05-22 US US09/743,805 patent/US6465949B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-05-22 EP EP00927828A patent/EP1102309B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-05-22 DE DE60042515T patent/DE60042515D1/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| US6465949B1 (en) | 2002-10-15 |
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