JP5476979B2 - Filament lamp - Google Patents
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Description
この発明は、フィラメントランプに関するものであり、特に、発光管の内部に複数のフィラメントを備え、各フィラメントがそれぞれ独立して給電されるフィラメントランプに係わるものである。 The present invention relates to a filament lamp, and more particularly, to a filament lamp in which a plurality of filaments are provided inside an arc tube, and each filament is supplied with power independently.
半導体ウェハの加熱や太陽電池製造過程での加熱、又は液晶の加熱処理などにフィラメントランプが用いられており、被処理物の温度分布を均一にするために、特開2006−279008号公報(特許文献1)には、1本の発光管内に独立に給電可能な複数のフィラメントを具備したフィラメントランプが提案されている。
このフィラメントランプでは、フィラメントごとに入力する電力を変えることができるので、全体として高均一な温度分布になるように調整することができるという利点がある。
Filament lamps are used for heating semiconductor wafers, heating in the manufacturing process of solar cells, or heat treatment of liquid crystals. In order to make the temperature distribution of the object to be processed uniform, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-279008 (patent) Document 1) proposes a filament lamp having a plurality of filaments that can be fed independently into one arc tube.
Since this filament lamp can change the electric power input for every filament, there exists an advantage that it can adjust so that it may become a highly uniform temperature distribution as a whole.
図5にこの特許文献1のフィラメントランプ80が示されている。
石英ガラスからなる発光管81の内部には、例えば2本のフィラメント82a、82bが配設されており、これらはその長手方向軸が発光管の管軸上に一直線に並ぶように配置されている。
フィラメント82aに接続されているリード線83aは、発光管81の略中央部でコの字状に折り返され、フィラメント82aの横を通過してシール部84aにおいてピンチシールされて固定されている。そして、前記リード線83aには、フィラメント82aと電気的に絶縁するためガラス管により構成された絶縁管86aが被覆されている。
他方のフィラメント82bに接続されているリード線83bも、同様に他方のシール部84bにおいてピンチシールされて固定され、絶縁管86aにより被覆されている。
各フィラメント82a、82bは、リード線83a、83b及びピンチシール部84a、84bに埋設された金属箔を介して外部リード85a、85bに接続され、それぞれ個別の給電装置87a、87bから独立して電力が供給される。これらの給電装置87a、87bはいずれも可変電源であり、これにより、このフィラメントランプ80においては、各フィラメント82a、82b毎に供給する電力を変えることができ、発光管81の長さ方向において温度を制御することが可能となる。
FIG. 5 shows a
Inside the
The
Similarly, the
The
なお、図5においては、各フィラメント82a、82bのリード線83a、83bはそれぞれ折り返されて各フィラメントの同じシール部84a、84bでシールされる構造のものを示したが、同特許文献1にも記載されているように、各リード線83a、83bがそのまま他のフィラメント82b、82a方向に延び、他方のシール部84b、84でシールされるようにしてもよい。
また、フィラメントは2本のものを図示したが、それ以上の3本等であってもよい。
5 shows a structure in which the
Further, although two filaments are illustrated, three or more filaments may be used.
ところで、該従来技術においては、リード線を収容する絶縁管は、発光管の内部においてフィラメントと平行して配置されるため、フィラメントの放射光を遮光するという不具合が避けられず、この不具合を少なくするためには、必然的にその管径を小さく構成しなければならない。そのため該絶縁管の材質としては、耐熱性、絶縁性、耐熱衝撃性等の観点から、石英ガラスが使用されている。
この絶縁ガラス管の配置については、同文献においては特に考慮されてはおらず、リード線との関係で、長さ方向において拘束されずにフリー状態で配置することも考えられるが、輸送時等に衝撃が加わることで軸方向にずれて他部材と衝突して破損することがあるため、やはりリード線に対して何らかの手段で固定することが要求される。
しかしながら、該絶縁ガラス管をリード線に固定した場合にはフィラメントが発光して温度が上昇する際に、線膨張係数の違いで該絶縁ガラス管が破損するという問題が生じる。このため、熱膨張差を緩和しつつ、固定することが要求されるが、上述したように絶縁管は発光管に対して径が小さく、固定するための構成が非常に煩雑かつ困難になる。
また、このフィラメントランプの特徴として、軸方向において、領域を更に分けて制御したい場合は、フィラメントの数を更に増やすことになるが、この場合、複数のリード線が同じ断面上に存在することになり、絶縁管を取り付ける数が増え、また、熱膨張差を緩和できるように固定するには、その構造が一層複雑になり、作業工数が増えるという問題がある。
By the way, in the prior art, since the insulating tube that accommodates the lead wire is arranged in parallel with the filament inside the arc tube, the problem of shielding the emitted light of the filament is inevitable, and this problem is reduced. In order to do so, the pipe diameter must be made small. Therefore, quartz glass is used as the material of the insulating tube from the viewpoints of heat resistance, insulation, thermal shock resistance and the like.
The arrangement of the insulating glass tube is not particularly taken into consideration in the same document, and it is possible to arrange it in a free state without being constrained in the length direction in relation to the lead wire. When an impact is applied, it may be displaced in the axial direction and collide with another member to be damaged, so that it is also required to be fixed to the lead wire by some means.
However, when the insulating glass tube is fixed to the lead wire, when the filament emits light and the temperature rises, there arises a problem that the insulating glass tube is broken due to a difference in linear expansion coefficient. For this reason, it is required to fix while relaxing the difference in thermal expansion. However, as described above, the insulating tube has a small diameter with respect to the arc tube, and the configuration for fixing becomes very complicated and difficult.
In addition, as a feature of this filament lamp, when it is desired to further control the region in the axial direction, the number of filaments is further increased. In this case, however, a plurality of lead wires exist on the same cross section. Thus, there are problems that the number of insulating pipes to be attached is increased, and that the structure is further complicated and the number of work steps is increased in order to fix the insulation pipe so as to reduce the difference in thermal expansion.
また一方で、フィラメントとリード線間およびリード線同士での不所望な放電を防止するために、図6で示される特開2008−300077号公報(特許文献2)のように、複数のフィラメント92、92を備えた発光管91の内部に、これら全てのフィラメント92、92を収容する絶縁管94を配置するものが提案されている。そして、当該従来技術においては、絶縁管94の外周面上に軸方向に伸びる複数の溝95を形成し、該溝95内に各リード線93を挿入配置して固定し、フィラメント92とリード線93の電気的な絶縁を図るという構造が提案されている。
しかしながら、当該従来技術においては、絶縁管94の外周面に溝95を加工するという構造であるため、フィラメント92を覆う絶縁管94は溝95の分だけ肉厚にする必要がある。このように絶縁管94を肉厚にすると、フィラメント92からの放射光がこれを通過する間に減衰する度合いが増加してしまい、透過効率が悪くなるという別の問題が生じてきている。
また、この従来技術においても、フィラメント数が増えた場合には絶縁管に多数の溝を形成しなければならないため、その加工作業が煩雑となり生産性が乏しいという問題もある。
On the other hand, in order to prevent undesired discharge between the filament and the lead wires and between the lead wires, a plurality of
However, since the conventional technology has a structure in which the
In this prior art, when the number of filaments is increased, a number of grooves must be formed in the insulating tube, so that the processing work becomes complicated and productivity is poor.
この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて、発光管内に配置された複数のフィラメントと、部分的に屈曲部を備え、前記フィラメントの各々両端に接続されると共に、各フィラメントが管軸に沿って並ぶようにフィラメントを支持するリード線とを備え、前記フィラメントは独立して給電されてなるフィラメントランプにおいて、前記フィラメントとリード線を絶縁する絶縁ガラス管を配置しても、フィラメントからの放射光の減衰が少なくて透過効率が良好であり、かつ前記絶縁ガラス管の固定配置が簡単であり、妄りに移動することがなく、破損が生じないような構造を提供しようとするものである。 In view of the above-mentioned problems of the prior art, the present invention comprises a plurality of filaments arranged in the arc tube and a bent portion, and is connected to both ends of the filament, and each filament is connected to the tube axis. In a filament lamp in which the filaments are arranged so as to support the filaments, and the filaments are supplied with power independently, even if an insulating glass tube that insulates the filaments from the filaments is disposed, radiation from the filaments An object of the present invention is to provide a structure in which the attenuation of light is small, the transmission efficiency is good, the fixing arrangement of the insulating glass tube is simple, it does not move to the illusion, and no breakage occurs.
上記課題を解決するために、この発明では、前記発光管内に、リード線が隣接して配置されているフィラメントに、該フィラメントを収容する絶縁ガラス管を配設して隣接リード線と電気的に絶縁し、該絶縁ガラス管の一端を前記リード線の屈曲部に当接させるとともに、他端部にバネを当接させて前記屈曲部方向に押圧して固定したことを特徴とする。
また、前記バネのガラス管への当接端の反対端が、前記リード線に固定された固定ビーズに当接していることを特徴とする。
あるいは、前記バネのガラス管への当接端の反対端が、前記リード線に固定されていることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, an insulating glass tube that accommodates the filament is disposed in the arc tube adjacent to the filament in which the lead wire is disposed so as to be electrically connected to the adjacent lead wire. Insulating, one end of the insulating glass tube is brought into contact with the bent portion of the lead wire, and a spring is brought into contact with the other end portion and pressed and fixed in the direction of the bent portion.
Further, the opposite end of the spring to the glass tube is in contact with a fixed bead fixed to the lead wire.
Alternatively, an end opposite to the end of contact of the spring with the glass tube is fixed to the lead wire.
本発明によれば、リード線が隣接して配置されたフィラメントに絶縁ガラス管を被覆するようにしたので、リード線毎に絶縁管を配置する必要がなく、絶縁管の取り付けが簡単であると共に、リード線が絶縁管の外周と発光管の間を通過するため、絶縁管を薄肉の管を用いて構成することができ、放射光の減衰を極力小さく抑えることができるという効果を奏する。
しかも、絶縁管を、その一端部においてリード線の屈曲部に当接させ、他端部にバネを当接させて、その付勢力により前記屈曲部方向に押圧して固定しているため、ランプの輸送時などに振動が加わっても、絶縁管が発光管内で移動することがなく、衝突等に基づく破損がない。
加えて、フィラメントが加熱して高温化したときでも、絶縁ガラス管の膨張を前記バネによって緩衝し、リード線とガラス管の熱膨張差に由来した破損を起こすことがなくなる。
According to the present invention, since the insulating glass tube is covered with the filament in which the lead wire is disposed adjacently, it is not necessary to arrange the insulating tube for each lead wire, and the installation of the insulating tube is simple. Since the lead wire passes between the outer periphery of the insulating tube and the arc tube, the insulating tube can be configured using a thin tube, and the attenuation of the emitted light can be suppressed as much as possible.
In addition, since the insulating tube is brought into contact with the bent portion of the lead wire at one end thereof, and a spring is brought into contact with the other end portion, and is pressed and fixed in the direction of the bent portion by the urging force. Even if vibration is applied during transportation of the insulating tube, the insulating tube does not move within the arc tube, and there is no damage due to collision or the like.
In addition, even when the filament is heated to a high temperature, expansion of the insulating glass tube is buffered by the spring, so that damage caused by a difference in thermal expansion between the lead wire and the glass tube is not caused.
図1(A)は、本発明のフィラメントランプの断面図であり、図1(B)はそのP−P断面図である。
図において、石英ガラスよりなる発光管1の内部には、軸方向に並ぶ第1〜3のフィラメント2、3、4が3つ配置されている。これら第1〜3のフィラメント2、3、4における両端には、それぞれリード線21a、21b、リード線31a、31b及びリード線41a、41bが接続されている。
この実施例においては、第1のフィラメント2のリード線21a、21bは折り返されて、同じシール部5aにおいて金属箔22a、22bに接続されてピンチシールされており、第2のフィラメント3のリード線31a、31bは両端のシール部5a、5bにおいて金属箔32a、32bにそれぞれ接続されており、更に、第3のフィラメント4のリード線41a、41bは折り返されて、同じシール部6において金属箔42a、42bに接続されている。
これら第1〜3のフィラメント2、3、4は、前記金属箔22a、22b、32a、32b、42a、42bおよび外部リードを介して、それぞれ給電装置23、33、43に個別に接続されて、個別に制御された電力が投入される。
FIG. 1A is a cross-sectional view of a filament lamp of the present invention, and FIG.
In the figure, in the
In this embodiment, the
These first to
そして、第1のフィラメント2及び第3のフィラメント4の周囲には、これを収容するように絶縁管25、45が設けられている。該絶縁管25、45は光透過性の絶縁材料、例えば石英ガラスからなる。
そして、この絶縁ガラス管25は、第1のフィラメント2と、これに隣接して配置されている該第1のフィラメント2のリード線21a及び第2のフィラメント3のリード線31aとを隔離して電気的に絶縁する。
同様に、絶縁ガラス管45は、第3のフィラメント4と、これに隣接して配置されている該第3のフィラメント4のリード線41aと第2のフィラメント3のリード線31bとを隔離して電気的に絶縁する。
The
Similarly, the
そして、図2に拡大して示されるように、第1のフィラメント2のリード線21a、21b及び第2のフィラメント3のリード線31aには、これらを跨るように固定ビーズ6aが取り付けられている。
更に、前記リード線21aにはバネ7aが嵌挿されており、また、前記リード線31aにもバネ7bが嵌挿されていて、これらバネ7a、7bの一端は絶縁管25の円周上の端部に当接し、他端は前記固定ビーズ6aに当接している。これらのバネ7a、7bの付勢力により、前記絶縁管25はリード線21の屈曲部21cに押圧されている。
再び図1を参照して、同様に、第3のフィラメント4のリード線41aにはバネ9aが、第2のフィラメント3のリード線31aにはバネ9bが設けられ、これらのバネ9a、9bはリード線41a、41b、31bに取り付けられた固定ビーズ6bにその一端が当接し、他端が第3のフィラメント4に被嵌された絶縁管45に当接している。これにより、該絶縁管45もリード線41の屈曲部41cに押圧されている。
Then, as shown in FIG. 2 in an enlarged manner, the
Further, a
Referring to FIG. 1 again, similarly, the lead wire 41a of the third filament 4 is provided with a spring 9a, and the
なお、上記における実施形態では、中央部に位置する第2のフィラメント3には、隣接してリード線が配置されていないので、特に絶縁管を設ける必要はない。
また、絶縁管25、45を押圧するバネ7、9をそれぞれ2本ずつとして例示したが、特に2本である必要はなく、1本であってもよい。
In the embodiment described above, the second filament 3 located in the central portion is not adjacently provided with a lead wire, so that it is not necessary to provide an insulating tube.
In addition, although the two springs 7 and 9 that press the insulating
上記実施例においては、絶縁管25、45を押圧するバネ7、9は、固定ビーズ6a、6bに一端を当接させる構造としたが、図3のように、一端を直接リード線に固着する構造であってもよい。
即ち、図3において、バネ7aの一端は第1のフィラメント2のリード線21aに直接、溶接等の手段によって取り付けられており、また、同様に、バネ7bの一端も第2のフィラメント3のリード線31aに取り付けられている。
そして、これらのバネ7a、7bの他端は、前記第1のフィラメント21aに被嵌させた絶縁管25の一端に当接して、該絶縁管25をリード線21aの屈曲部21cに押圧するように付勢している。
また、図1における第3のフィラメント4を被嵌する絶縁管45を押圧するバネ9a、9bについても同様の構造を採用できる。
In the above-described embodiment, the springs 7 and 9 that press the insulating
That is, in FIG. 3, one end of the
The other ends of the
Moreover, the same structure can be employ | adopted also about the springs 9a and 9b which press the insulating
上記実施例では、両端に位置する第1フィラメント2と第3フィラメント4のリード線はフィラメント先端で折り返されて、各フィラメントの両端リード線が同一のシール部でシールされる構造を示したが、すべてのフィラメントの両端のリード線が、発光管1の両端のシール部でシールされるようにしてもよく、絶縁管はその場合にも適用される。
図4にその構造が示されている。図において、第1のフィラメント3のリード線21aは一方のシール部5aに導出され、他方のリード線21bは他方のシール部5bに導出される。
また、第3のフィラメント4についても同様で、リード線41aは一方のシール部5aに導出され、他方のリード部41bは他方のシール部5bに導出される。なお、第2のフィラメント3のリード線31a、31bについては図1の場合と同様に、それぞれ両端のシール部5a、5bに導出されている。
In the above embodiment, the lead wires of the
The structure is shown in FIG. In the drawing, the
The same applies to the third filament 4, and the lead wire 41a is led out to one seal portion 5a, and the
この実施例の場合には、第2のフィラメント4を含めて全てのフィラメント2、3、4に隣接してリード線が配置されることになる。
即ち、第1のフィラメント2には、第2、第3のフィラメント3、4のリード線21a、41aが隣接して延在し、第2のフィラメント3には、第1、第3のフィラメント2、4のリード線21b、41aが隣接して延在し、第3のフィラメント4には第1、第2のフィラメント2、3のリード線21b、31bが隣接して延在している。
そのため、全てのフィラメント2、3、4に絶縁管25、35、45が被嵌されている。
第1のフィラメント2に被嵌した第1の絶縁管25はリード線31aに装着したバネ7aによって、該リード線の屈曲部31cに押圧される。第2の絶縁管35はリード線21aに装着されたバネ8aによって、リード線41aの屈曲部41cに押圧される。同様に、第3の絶縁管45はリード線31bに被嵌されたバネ9aによって該リード線31bの屈曲部31cに押圧されるものである。
In the case of this embodiment, the lead wire is arranged adjacent to all the
That is,
Therefore, insulating
The first insulating
なお、図4においては、絶縁管25、35、45を押圧するバネ7a、8a、9aはそれぞれ1本の場合を図示したが、図1と同様に2本ずつ装着するものであってもよい。
また、バネはリード線に固着するものを示したが、図2に示すように、リード線に取り付けた固定ビーズによって絶縁管を付勢する構造を採用することもできる。
In FIG. 4, one
Further, although the spring is shown fixed to the lead wire, as shown in FIG. 2, a structure in which the insulating tube is urged by a fixed bead attached to the lead wire can be adopted.
以上のように、本発明によれば、発光管内に配置した複数のフィラメントにリード線が隣接して配置されている場合、当該フィラメントに絶縁ガラス管を嵌挿してリード線との電気的絶縁を図り、しかも、絶縁管をバネの付勢力によりリード線の屈曲部に押圧固定するので、ランプ移送時などに振動によって妄りに移動することがなく、破損の恐れがない。
また、フィラメントが発光して高温になっても、絶縁ガラス管との熱膨張差を前記バネにより緩衝できるので、該絶縁ガラス管が破損することがない。
更に、絶縁ガラス管は比較的太径とでき、肉厚も従来例との比較において薄肉とできるので、フィラメントからの放射光の減衰を小さくすることができる。
As described above, according to the present invention, when a lead wire is arranged adjacent to a plurality of filaments arranged in the arc tube, an insulating glass tube is fitted into the filament to provide electrical insulation from the lead wire. In addition, since the insulating tube is pressed and fixed to the bent portion of the lead wire by the biasing force of the spring, it does not move loosely due to vibration when the lamp is transferred, and there is no risk of breakage.
Even if the filament emits light and becomes high temperature, the thermal expansion difference from the insulating glass tube can be buffered by the spring, so that the insulating glass tube is not damaged.
Furthermore, since the insulating glass tube can be made relatively thick and the wall thickness can be made thinner than that of the conventional example, the attenuation of the emitted light from the filament can be reduced.
1 発光管
2 第1のフィラメント
21a リード線
21b リード線
21c 屈曲部
25 絶縁管
3 第2のフィラメント
31a リード線
31b リード線
31c 屈曲部
35 絶縁管
4 第3のフィラメント
41a リード線
41b リード線
41c 屈曲部
45 絶縁管
5a、5b シール部
7a、7b バネ
8a バネ
9a、9b バネ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記発光管内に、リード線が隣接して配置されているフィラメントに、該フィラメントを収容する絶縁ガラス管を配設して隣接リード線と電気的に絶縁し、該絶縁ガラス管の一端を前記リード線の屈曲部に当接させるとともに、他端部にバネを当接させて前記屈曲部方向に押圧して固定したことを特徴とするフィラメントランプ。 An arc tube, a plurality of filaments arranged in the arc tube, and a bent portion are partially provided, connected to both ends of the filament, and supporting the filament so that each filament is aligned along the tube axis In a filament lamp comprising a lead wire, wherein the filament is independently powered,
An insulating glass tube that accommodates the filament is disposed on a filament in which the lead wire is disposed adjacent to the arc tube, and is electrically insulated from the adjacent lead wire, and one end of the insulating glass tube is connected to the lead. A filament lamp, wherein the filament lamp is brought into contact with a bent portion of the wire, and a spring is brought into contact with the other end portion and pressed and fixed in the direction of the bent portion.
The filament lamp according to claim 1, wherein an end opposite to a contact end of the spring with the insulating glass tube is fixed to the lead wire.
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