JPH02284345A - Lamp filament - Google Patents
Lamp filamentInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、真空又はガス封入ランプ用のフィラメントに
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to filaments for vacuum or gas-filled lamps.
第７図はランプの一般的な構成を示しており、その内部
を真空状態もしくは適宜ガスを封入したガラス製のバル
ブ１内に突出した導入線２，２間には、コイル状のフィ
ラメント３の両端が接続され、該フィラメント３は必要
に応じその中間部をアンカー４で支持されている。FIG. 7 shows the general configuration of a lamp, in which a coiled filament 3 is inserted between lead-in wires 2 protruding into a glass bulb 1 whose interior is in a vacuum state or filled with a suitable gas. Both ends of the filament 3 are connected, and the intermediate portion of the filament 3 is supported by an anchor 4 as required.
上記フィラメント３としては、通常タングステン細線を
コイル状に形成したものが用いられているが、近年、ラ
ンプの長寿命化を目的として、フィラメント３の表面に
酸化物や炭化物等からなるセラミックをコーティングし
たものが、特開昭５６−１４５６５２号公報や特開昭５
７−１７４８５３号公報等において提案されている。The filament 3 is usually a coiled tungsten wire, but in recent years, the surface of the filament 3 has been coated with ceramics made of oxides, carbides, etc. in order to extend the life of the lamp. JP-A-56-145652 and JP-A-5
This method has been proposed in, for example, Japanese Patent No. 7-174853.
前述の如く、フィラメントの表面に酸化物や炭化物等か
らなる高融点のセラミック材料をコーティングすると、
フィラメントの断線の原因である蒸発とノツチングが抑
えられるため、ランプの寿命を大幅に延ばすことができ
る。しかしながら、これらのコートフィラメントは、無
コートのタングステンフィラメントに比べると、放射熱
が高く発光効率が低いため、かかるランプを例えば照光
式キートップの光源として用いた場合、キートップの材
料やランプの配置場所等に大きな制約を受けるばかりで
なく、充分な明るさが得られない等の問題がある。As mentioned above, when the surface of the filament is coated with a high melting point ceramic material made of oxide or carbide,
Evaporation and notching, which cause filament breakage, are suppressed, significantly extending lamp life. However, these coated filaments have higher radiant heat and lower luminous efficiency than uncoated tungsten filaments, so when such lamps are used as a light source for illuminated key tops, for example, the material of the key top and the arrangement of the lamps may be affected. Not only are there major restrictions on location, but there are also problems such as not being able to obtain sufficient brightness.
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、発熱温度の上昇
と発光量の低下を共に抑えながら長寿命化が可能なラン
プ用フィラメントを提供することにある。The present invention has been made in view of the actual state of the prior art, and its purpose is to provide a lamp filament that can extend the life of the lamp while suppressing both the increase in heat generation temperature and the decrease in the amount of light emitted. It is about providing.
上記した本発明の目的は、フィラメントとしてニホウ化
ニオブ（ＮｂＢｇ）を、またはタングステンフィラメン
トの表面にニホウ化ニオブをコーティングしたものを、
あるいはタングステンフィラメントにニホウ化ニオブを
ドーピングしたものを用いることによって達成される。The object of the present invention described above is to use niobium diboride (NbBg) as a filament or a tungsten filament coated with niobium diboride on the surface.
Alternatively, this can be achieved by using a tungsten filament doped with niobium diboride.
本発明者等は、高融点セラミック材料のなかでもニホウ
化ニオブが発光効率と発熱効率の点で特に優れた特性を
示すことを見出し、このニホウ化ニオブをフィラメント
材料として、あるいはタングステンフィラメントのコー
ティング剤やドープ剤として用いることにより、長寿命
でありながら発熱量が低く明るいランプを実現した。The present inventors have discovered that niobium diboride exhibits particularly excellent characteristics in terms of luminous efficiency and heat generation efficiency among high-melting point ceramic materials, and has developed a method for using this niobium diboride as a filament material or as a coating agent for tungsten filaments. By using it as a doping agent, we have achieved a bright lamp with a long life and low calorific value.
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図は本発明の一実施例に係るフィラメントの斜視図
であり、フィラメント５は、ニホウ化ニオブ（ＮｂＢｇ
）や、タングステン（Ｗ）の表面にニホウ化ニオブをコ
ーティングしたものや、あるいはタングステンにニホウ
化ニオブをドーピングしたものからなり、これらによっ
て断線に至る時間が大幅に延び、発熱量と発光量はタン
グステンフィラメントと同程度に設定される。FIG. 1 is a perspective view of a filament according to an embodiment of the present invention, and the filament 5 is niobium diboride (NbBg
), tungsten (W) whose surface is coated with niobium diboride, or tungsten doped with niobium diboride. These greatly extend the time it takes for the wire to break, and the amount of heat and light emitted by tungsten is lower than that of tungsten. It is set at the same level as the filament.
上記したフィラメント５は以下に説明する各種方法によ
って製造することができる。The filament 5 described above can be manufactured by various methods described below.
（具体例１）
第２図は本具体例で使用されるスパッタリング装置の概
略構成図であり、同図において８はチャンバーを示し、
このチャンバー８内の基板ホルダー９（ＩＩＩ極）には
タングステンからなるフィラメント基材６が保持されて
おり、このフィラメント基材６は自・公転されるように
なっている。基板ホルダー９に対向する高周波電極１０
（陰極）上には耐熱材料からなるるつぼ１１が裁置され
、このるつぼ１１内には粒径が０．１〜１μｍのニホウ
化ニオブ粉末１２が収納されており、このニホウ化ニオ
ブ粉末１２がターゲットとして用いられる。このターゲ
ットにホウ化ニオブ粉末１２）と上記フィラメント基材
６間の距離は３０〜５０ｍｍに設定され、また両者間に
は図示せぬシャッターが介設されている。上記チャンバ
ー８内の圧力は真空ポンプ１３によって制御されると共
に、チャンバー８内にはアルゴンガスボンベ１４よりＡ
ｒガスまたはＡｒイオンが供給されるようになっている
。(Specific Example 1) FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a sputtering apparatus used in this specific example, and in the same figure, 8 indicates a chamber,
A filament base material 6 made of tungsten is held in a substrate holder 9 (III pole) within this chamber 8, and this filament base material 6 is configured to rotate on its own axis. High frequency electrode 10 facing substrate holder 9
A crucible 11 made of a heat-resistant material is placed on the (cathode), and a niobium diboride powder 12 having a particle size of 0.1 to 1 μm is stored in the crucible 11. Used as a target. The distance between the target niobium boride powder 12) and the filament base material 6 is set to 30 to 50 mm, and a shutter (not shown) is interposed between the two. The pressure inside the chamber 8 is controlled by a vacuum pump 13, and an argon gas cylinder 14 is provided inside the chamber 8.
R gas or Ar ions are supplied.
上述の如きスパッタリング装置を用いてスパッタリング
を行うに際しては、真空引きしたチャンバー８内へのア
ルゴンガス流量を調整することによってスパッタ圧を６
〜９Ｘ１０−’ｔｏｒｒに設定した後、シャッタをかけ
て３分間のブリスパッタを行った。ブリスパッタの条件
としては、電力１００Ｗ、プレート電流１２０ｍＡ、プ
レート電圧１．４ ｋ Ｖである０次いでシャッタを取
り除き、電力２００Ｗ、プレート電圧を１６０ｍＡ、プ
レート電圧１．９ ｋ Ｖの条件下で６０〜２００分間
の本スパッタを行い、フィラメント基材６の表面に３μ
ｍのニホウ化ニオブ被覆層を形成した。なお、このホス
バッタ工程中、フィラメント基材６は自・公転させられ
て均一な膜形成が図られた。When performing sputtering using the sputtering apparatus as described above, the sputtering pressure can be increased by adjusting the flow rate of argon gas into the evacuated chamber 8.
After setting the temperature to ~9×10 −'torr, a shutter was applied and bliss sputtering was performed for 3 minutes. The conditions for bliss sputtering were 100 W power, 120 mA plate current, and 1.4 kV plate voltage.Then, the shutter was removed and the sputtering was performed under the conditions of 200 W power, 160 mA plate voltage, and 1.9 kV plate voltage. Perform main sputtering for 1 minute, and apply 3 μm on the surface of filament base material 6.
A niobium diboride coating layer of m was formed. In addition, during this phosbatter process, the filament base material 6 was rotated on its own axis and revolved to form a uniform film.
第３図は、（具体例１〉によるＮｂＢ１コートフィラメ
ント５と他のフィラメントとの寿命試験結果を示すもの
であり、図中、Ｗは無コートのタングステンフィラメン
トを、それ以外はタングステンにＮ ｂ Ｂ ｔ 、Ｔ
ａ Ｃ、、Ｔ Ｉ Ｎ ｓ Ｔ ａ Ｓ ｌ 寞、Ｃ
ａＯをコーティングしたコートフィラメントをそれぞれ
示している。試験方法としては、定格電圧が７ｖの上記
各種フィラメントを用意し、１×１０−”ｔｏｒｒの真
空中において９０ｍＡ、９．ＩＶの印加条件で、これら
フィラメントの経時的な残存率を測定・対比した。この
第３図から明らかなように、〈具体例１〉によるＮｂＢ
ｆｆｉコートフィラメント５は、他のセラミックコート
フィラメントと同等もしくはそれ以上に、無コートのタ
ングステンフィラメントに比べて断線に至る時間が延び
ることが確認された。FIG. 3 shows the life test results of the NbB1 coated filament 5 according to (Specific Example 1) and other filaments. t, T
a C,, T I N s T a S l 寞, C
Each coated filament coated with aO is shown. As a test method, the various filaments mentioned above with a rated voltage of 7V were prepared, and the survival rate of these filaments over time was measured and compared under the conditions of applying 90mA and 9.IV in a vacuum of 1 x 10-'' torr. As is clear from Fig. 3, NbB according to <Specific Example 1>
It was confirmed that the ffi coated filament 5 took a longer time to break than the uncoated tungsten filament, and was equal to or longer than other ceramic coated filaments.
また、第４図および第５図は、く具体例１〉によるＮｂ
ｉコートフィラメント５と上記した他のフィラメントと
の発熱量を測定した結果を示すものである。これらの図
から明らかなように、〈具体例１〉によるＮｂＢ、コー
トフィラメント５は、他のコートフィラメントに比べ電
力および光量の上昇に伴うバルブの温度上昇が少なく、
無コートのタングステンフィラメントに近い温度特性を
示すことがｆ！認された。In addition, FIGS. 4 and 5 show Nb according to Example 1
This figure shows the results of measuring the calorific value of i-coated filament 5 and the other filaments mentioned above. As is clear from these figures, the NbB coated filament 5 according to <Specific Example 1> causes less temperature rise in the bulb due to increases in electric power and light amount than other coated filaments.
f! exhibits temperature characteristics close to those of uncoated tungsten filament. It has been certified.
さらに、第６図は、く具体例１）によるＮｂＢ！コート
フィラメント５と上記した他のフィラメントとの明るさ
を測定した結果を示すものである。Furthermore, FIG. 6 shows NbB! according to specific example 1). This figure shows the results of measuring the brightness of coated filament 5 and the other filaments mentioned above.
測定方法としては、定格７Ｖ、７５ｍＡの各種フィラメ
ント用い、これらの波長スペクトルを分光光度計にて測
定した時の可視光でのエネルギー比率を、無コートのタ
ングステンフィラメントを１として表わした。同様に、
定格７Ｖ、７５ｍＡの各種フィラメントを用い、これら
の光量を全光束計にて測定し、無コートのタングステン
フィラメントの光量（２，５Ｌｍ）を１として表わした
。As a measurement method, various filaments with a rating of 7V and 75mA were used, and the energy ratio in visible light when the wavelength spectra of these were measured with a spectrophotometer was expressed as 1 for an uncoated tungsten filament. Similarly,
Using various filaments rated at 7 V and 75 mA, the light intensity was measured using a total photometer, and the light intensity of an uncoated tungsten filament (2.5 Lm) was expressed as 1.
この第６図から明らかなように、く具体例１〉によるＮ
ｂＢ、コートフィラメント５は、他のコートフィラメン
トに比べて、最も減光量が少ないことが確認された。As is clear from FIG. 6, N according to Example 1
bB, coated filament 5 was confirmed to have the smallest amount of light attenuation compared to other coated filaments.
く具体例２）
ニホウ化ニオブの粉末をプレス機で加熱・加圧すること
によりＮｂＢ、のバルクを得、次いでこのバルクをスェ
ージングして原線を形成し、さらにこの原線をドローイ
ングして所望の線径のフィラメント５を形成した。Specific example 2) A bulk of NbB is obtained by heating and pressurizing niobium diboride powder with a press, then this bulk is swaged to form a raw wire, and this raw wire is further drawn to form the desired shape. A filament 5 having a wire diameter was formed.
く具体例３）
粒径が２０μｍ以下のＮｂＢｔ粉末をタングステン粉末
１００に対し０．５〜５．Ｑ ｗ ｔ％添加し、これら
の混合物をプレス機で加熱・加圧することによりＮｂＢ
ｔをドーピングしたタングステンのバルクを得る０次い
で、このバルクをスェージングしてタングステン原線を
形成し、さらにこの原線をドローイングしてコイル状の
フィラメント５を得た。Specific Example 3) NbBt powder with a particle size of 20 μm or less was added at a ratio of 0.5 to 5.0 μm per 100 tungsten powder. By adding Q w t% and heating and pressurizing the mixture with a press machine, NbB
Obtaining a bulk of t-doped tungsten Next, this bulk was swaged to form a tungsten wire, and this wire was further drawn to obtain a coiled filament 5.
く具体例４〉
タングステン粉末をプレス機で加熱・加圧してタングス
テンのバルクを形成した後、粒径が２０μｍ以下のＮ
ｂ Ｂ ｚ粉末、あるいはその粉末をアルコールやオイ
ル等の溶液に分散させたドーピング液に通し、約１４０
０℃の加熱状態でスェージングおよびドローイングする
ことにより、コイル状のフィラメント５を得た。Specific Example 4 After heating and pressurizing tungsten powder with a press to form a tungsten bulk, N with a particle size of 20 μm or less is
b B z powder or its powder is passed through a doping solution in which it is dispersed in a solution such as alcohol or oil, and the
A coiled filament 5 was obtained by swaging and drawing under heating at 0°C.
これら（具体例２）によるＮ ｂ Ｂ ＊コートフィラ
メント５および（具体例３，４〉によるＮｂＢ。N b B * coated filament 5 according to these (Example 2) and NbB according to (Examples 3 and 4).
ドープドフィラメント５についても、（具体例１〉と同
様の試験を行ったところ、無コートのタングステンフィ
ラメントに比べて寿命は大幅に延びるが、発光効率と発
熱効率については無コートのタングステンフィラメント
と同等の好結果を示すことが確認された。Doped filament 5 was also subjected to the same test as in Example 1, and found that the lifespan was significantly longer than that of uncoated tungsten filament, but the luminous efficiency and heat generation efficiency were the same as uncoated tungsten filament. It was confirmed that it showed good results.
以上説明したように、本発明によれば、発熱量の上昇と
明るさの減少とを抑えた上でフィラメントを長寿命化す
ることができるため、その実用的価値は高い。As described above, the present invention has high practical value because it is possible to extend the life of the filament while suppressing an increase in heat generation and a decrease in brightness.
第１図ないし第６図は本発明の実施例に係り、第１図は
フィラメントの斜視図、第２図はスパッタリング装置の
概略構成図、第３図はフィラメントの寿命試験結果を示
す図、第４図および第５図はフィラメントの温度試験結
果（発熱効率結果）を示す図、第６図はフィラメントの
発光効率結果を示す図、第７図はランプの一般的な構成
を示す説明図である。
５・・・・・・・・・フィラメント。
牙 ｒ 図
第７図
第２図
；金印７）（
↓↑
第４図
ハルフｖｈｓ＝度、Ｉ／こｒＴ（ｄｅｇ）θ
第６
図1 to 6 relate to embodiments of the present invention, FIG. 1 is a perspective view of a filament, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a sputtering apparatus, FIG. 3 is a diagram showing the results of a filament life test, and FIG. Figures 4 and 5 are diagrams showing the filament temperature test results (heat generation efficiency results), Figure 6 is a diagram showing the filament luminous efficiency results, and Figure 7 is an explanatory diagram showing the general configuration of the lamp. . 5......Filament. Fang r Figure 7 Figure 2; Gold seal 7) ( ↓↑ Figure 4 Half vhs = degree, I/ko rT (deg) θ Figure 6
Claims (1)
＿２）を用いたことを特徴とするランプ用フィラメント
。 ２、タングステン（Ｗ）からなるフィラメントにニホウ
化ニオブ（ＮｂＢ＿２）をコーティングしたことを特徴
とするランプ用フィラメント。 ３、タングステン（Ｗ）からなるフィラメントにニホウ
化ニオブ（ＮｂＢ＿２）をドーピングしたことを特徴と
するランプ用フィラメント。[Claims] 1. Niobium diboride (NbB) is used as the filament material.
A lamp filament characterized by using _2). 2. A lamp filament characterized by coating a filament made of tungsten (W) with niobium diboride (NbB_2). 3. A filament for a lamp, characterized in that a filament made of tungsten (W) is doped with niobium diboride (NbB_2).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10450089A JPH02284345A (en) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | Lamp filament |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10450089A JPH02284345A (en) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | Lamp filament |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02284345A true JPH02284345A (en) | 1990-11-21 |
Family
ID=14382236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10450089A Pending JPH02284345A (en) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | Lamp filament |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02284345A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7965026B2 (en) * | 2009-06-25 | 2011-06-21 | General Electric Company | Lamp with IR suppressing composite |
| JP2015230831A (en) * | 2014-06-05 | 2015-12-21 | 日本電気株式会社 | Light radiation structure |
-
1989
- 1989-04-26 JP JP10450089A patent/JPH02284345A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7965026B2 (en) * | 2009-06-25 | 2011-06-21 | General Electric Company | Lamp with IR suppressing composite |
| JP2015230831A (en) * | 2014-06-05 | 2015-12-21 | 日本電気株式会社 | Light radiation structure |
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