KR20000006614A - 초소형램프의숙성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초소형 백열전구(incandescent subminiature lamp)를 숙성(aging)하는 공정에서 발생하는 초기 과돌입전류(inrush current)로 인한 필라멘트의 부서짐(fragility)현상을 개선하여 필라멘트의 내진 및 내충격성(vibration and impact resistance)을 향상시키고, 안정된 조도(stability of brightness)와 탁월한 전기적 특성을 갖도록 하는 초소형 램프의 숙성방법에 관한 것으로서, 초소형 램프를 숙성시킴에 있어서, 정격전압 a를 갖는 램프에 정격전압의 25% 미만에 해당하는 전류 a₁을 점멸 인가하는 1차 숙성단계와, 램프에 정격전압의 35% 미만에 해당하는 전류 a₂를 인가하는 2차 숙성단계와, 램프에 정격전압의 50% 미만에 해당하는 전류 a₃을 점멸 인가하는 3차 숙성단계, 즉 다단계 연속 숙성방법을 거침으로서, 외부진동 및 충격에 대한 강성을 향상시켜 특히 점등되지 않은 상태의 램프를 인쇄회로 기판(Printed Circult Board)에 자동 삽입할 경우 삽입충격에 의한 단선을 방지하고 보다 안정된 전류치를 나타내는 특성을 갖도록 하는 효과가 있다.

Description

초소형 램프의 숙성방법{A aging process for subminiature lamp}

본 발명은 초소형 램프(miniature lamp)의 숙성방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정격전압(reted voltage)보다 낮은 여러 단계의 전압을 램프에 인가하여 순차적으로 연속 점멸(點滅)시키는 방법으로 필라멘트를 숙성(aging)시켜서, 필라멘트(filament)의 내구성이 증대되도록 하여 외부 진동이나 충격에 의한 필라멘트의 단선을 방지하고 수명의 연장 및 우수한 전기적 특성을 갖도록 하는 초소형 램프의 숙성방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 오디오(audio)에는 그 기능을 수행하기 위한 많은 전자부품이 사용되며 그중에서도 야간이나 어두운 곳에서의 오디오 조작시 위치확인과 오동작을 방지하기 위한 조명수단으로 전류의 소모가 적은 직경 3~5mm의 초소형 램프가 사용되고 있다.

자동차 오디오에 초소형 램프가 사용됨에 따라 종래에는 이들을 인쇄회로 기판(printed circuit board, 이하 PCB라 함)상에 직접 수작업으로 고정하였으나, 많은 인력과 작업시간이 소요되는 관계로 최근에는 전자제품의 연속작업에 의한 자동조립이 이루어짐에 따라 초소형 램프도 자동조립에 적합한 형태로 구성되고 있으며, 이러한, 자동 조립에 적합한 형태의 초소형 램프는 이미 많이 제안된 바 있다.

한편, 초소형 램프를 자동삽입함에 따라 램프 삽입에 따른 많은 인력 및 작업시간을 단축시켜 생산성을 높일 수 있었으나 램프의 자동 삽입에 따른 외부충격이나 진동에 의해 필라멘트의 단선과 같은 문제점이 발생하여 이를 해결할 수 있는 새로운 숙성방법의 개발이 요구되고 있다.

초소형 램프의 필라멘트는 일정한 굵기와 길이를 갖는 텅스텐 선(tungsten wire)을 코일(coil)형태로 감아서 형성시키고, 램프의 성능(소요전압, 소요전류치, 밝기 및 수명)에 따라 텅스텐 필라멘트의 굵기, 길이, 코일이 갖는 곡률반경 및 코일의 감김수 등이 설계 제작되며 이러한 규격은 주로, 미국 규격협회(America National Standard Institute, 이하 ANSI라 함)에서 정한 기준에 따른다.

이와 같이, 일정한 규격에 의하여 제조된 초소형 램프의 필라멘트는 정격전압(Rated Voltage, 사용전 압력)을 인가하였을 때 일정한 전류치(Ampare)가 흐르면서 일정한 밝기를 나타내어야 하나 실제로는 여러가지 이유, 예를 들면 텅스텐을 코일 형태로 가공하는 과정에서 이에 가해진 스트레스(Stress)의 축적, 불완전한 열처리 문제로 인하여 기대치에 못미치게 되는 경우가 많다.

따라서, 상기와 같이 열처리나 필라멘트의 가공단계에서 축적되는 응력에 의하여 불안정하게 된 필라멘트의 조직을 안정화 시켜 일정한 전류치 및 안정된 밝기를 유지하게 하는 방안으로 램프 생산공정에서 점등 열처리하는 과정을 숙성공정(Aging Proccss)이라 한다.

현재, 숙성처리방법으로는 램프에 정격전압의 전류를 일정시간 흐르게 하는 일반적인 표준 숙성방법(Normal Standard Aging Process)이 사용되고 있으며 숙성된 램프의 전기적인 특성치의 허용공차는 전류치의 경우 정격전류치의 ±10%, 조도의 경우는 ±25% MSCP(Mean Sphorical Candle Power)로 규정하고 있다.

상기와 같은 표준 숙성방법에 의해 처리된 램프는 부분적으로 그 효과를 보고 있기는 하나 사용시간이 길어짐에 따라 램프의 정격전류치가 허용범위를 벗어나는 경우가 발생하고 있으며, 특히 자동 삽입 공정에서 삽입장치로부터 가해지는 충격(약 2.5㎏/㎠)에 의해 필라멘트의 단선에 따른 삽입공정 불량률이 약 40%정도에 육박하고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 일반 숙성방법에 따른 문제점을 해결하기 위하여 초소형 램프를 정격전압보다 낮은 전압을 적용하는 다단계 연속 점멸 숙성방법으로 램프의 내충격성을 향상시키고 램프의 수명을 연장시킬 수 있도록 한 새로운 형태의 초소형 램프의 숙성방법을 제공하고자 하는 것이다. 직경 3~5mm 초소형 램프의 정격전압은 일반적으로 5~14volt 수준이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 초소형 램프를 숙성시킴에 있어서, 정격전압 a를 갖는 램프에 정격전압의 25% 미만에 해당하는 전류 a₁을 점멸 인가하는 1차 숙성단계와, 램프에 정격전압의 35% 미만에 해당하는 전류 a₂를 점멸 인가하는 2차 숙성단계와, 램프에 정격전압의 50% 미만에 해당하는 전류 a₃을 점멸 인가하는 3차 숙성단계를 거치는 것을 특징으로 한다.

이때, 1차, 2차 3차 숙성단계를 거치는 동안 각각의 단계에서 램프는 3∼10회 정도 점멸된다.

도 1은 본 발명 초소형 램프의 숙성방법을 설명하기 위한 숙성장치의 평면 개략도,

도 2는 본 발명 초소형 램프의 숙성방법을 설명하기 위한 숙성장치의 개략도,

도 3은 본 발명 초소형 램프의 숙성방법을 나타내는 공정도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1:램프, 10:공급부,

20:이송부, 22;삽입장치,

24;이송 콘베이어, 30:숙성부,

32:제 1전류 공급부, 34:제 2전류 공급부,

36:제 3전류 공급부, 40:측정부,

50:제어부, 60:수납부,

62:수납통, A:1차 숙성부,

B:2차 숙성부, C:3차 숙성부.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의해 보다 상세하세 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 초소형 램프의 숙성방법을 설명하기 위한 숙성장치의 개략도로서, 공급부(10)에 의해 정열된 초소형 램프(1)는 일정하게 정열된 상태로 이송부(20)로 공급된 후, 삽입장치(22)에 의해 숙성부(30)로 공급되고, 숙성부(30)에서 숙성된 후, 측정부(40)에서 전류치 및 조도가 자동측정되며, 측정된 기록을 제어부(50)에서 인식하여 숙성된 램프를 합부판정 후, 수납부(60)에서 선별 분류하게 되는 것이다.

이때, 숙성부(30)의 1차 숙성단계(A)는 제 1전류공급부(32)에 의해 정격전압 a의 25% 미만에 해당하는 전류 a₁을 이송 콘베이어(24)에 공급된 램프(1)에 점멸 인가하여 1차 숙성시키고, 2차 숙성단계(B)는 제 2전류공급부(34)에 의해 램프 정격전압 a의 35% 미만에 해당하는 전류 a₂를 점멸 인가하여 2차 숙성시키며, 3차 숙성단계(C)는 제 3전류공급부(36)에 의해 램프 정격전압 a의 50% 미만에 해당하는 전류 a₃를 점멸 인가하여 3차 숙성시키는 것으로서, 1차 숙성단계(A)에서 2차 숙성단계(B) 및 2차 숙성단계(B)에서 3차 숙성단계(C)로의 이송시 램프(1)는 3∼10회 정도 점멸·점등된다.

또한, 1차 , 2차 , 3차 숙성단계(A, B, C)를 거쳐 숙성된 램프(1)는 측정부(40)에서 정격전압하의 전류치 및 조도가 측정되고, 측정된 기록은 제어부(50)에 인식되어 측정된 램프(1)의 전류치 및 조도에 따라 각각 합부판정 수납부(60)의 수납통(62)에 분류된다. 직경 3~5mm 초소형 램프의 정격전압은 일반적으로 5~14volt 수준이다.

도 3은 본 발명에 따른 초소형 램프의 숙성방법을 나타내는 공정도로서, 공급부에 다량의 램프를 넣어 일정한 형태로 정렬시킨 다음, 공급부에 의해 정렬된 램프를 일정량씩 이송부로 공급하게 되면, 삽입장치가 램프를 하나씩 숙성부로 옮겨 이송 콘베이어에 형성된 단자(도면에 도시되지 않음)에 꽂아 진다.

이와 같이, 1차 숙성부로 이송된 램프는 정격전압 a를 갖는 램프에 정격전압의 25% 미만에 해당하는 전류 a₁이 제 1전류 공급부에 의해 점멸 인가되어 1차 숙성된 후, 램프에 정격전압의 35% 미만에 해당하는 전류 a₂를 점멸 인가하는 제 2전류 공급부에 의해 2차 숙성된 다음, 계속하여 램프에 정격전압의 50% 미만에 해당하는 전류 a₃를 점멸 인가하는 제 3전류 공급부에 의해 3차 숙성되면, 측정부에서 숙성된 램프의 정격전압하에서 전류치 및 조도를 측정하여 그 측정된 램프를 제어부에서 인식하여 램프를 수납부에 선별 분류하게 되는 것이다.

따라서, 램프(1)를 정격전압보다 낮은 전압하에서 단계적으로 숙성시킴에 따라 램프(1)를 낙하충격시험기(낙하대중량:2.5㎏, 낙하높이:180㎝, 낙하대 및 충격판 재질:두께 1.0㎝ 철판)에 의해서 비점등 파괴시험을 시행한 결과 100%의 합격률을 얻을 수 있었으며 PCB에 램프의 자동삽입시 삽입충격에 의한 단선 및 변형에 따른 문제점을 보완 할 수 있었다. 뿐만아니라 MSCP에서 규정하고 있는 정격전류치(허용공차 ±10%)가 매우 안정된다는 특성을 갖는다.

종래 표준숙성방법으로는 허용공차를 벗어나는 경우가 많고 허용공차내에 들어간다 하더라도 전류치가 불규칙하게 나타나는데 비하여 본 발명이 숙성방법으로 숙성시킨 초소형 램프의 전류치의 안정도는 ±5% 이내로서 ±10%를 초과하는 경우가 발생되지 않는다.

한편, 위에서 언급한 바와 같이, 램프의 숙성단계를 램프의 종류 및 규격에 따라 1차, 2차, 3차··· n차 등의 여러단계로 하고 제 1, 2, 3··· n전류 공급부를 이용하게 되면, 최적의 상태로 램프를 숙성시킬 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 숙성방법을 이용하여 램프를 숙성시킴에 따라, 종래의 일반적인 표준숙성 방법에 의해 생산된 램프에 비해 자동삽입시 램프에 가해지는 진동 및 충격에 대한 강성을 향상되어 단선에 의한 불량을 방지할 수 있으며 램프의 수명 연장 및 안정적인 전기적 특성을 갖는 램프를 생산할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 초소형 램프의 숙성방법에 있어서,

   정격전압 a를 갖는 램프에 정격전압의 25% 미만에 해당하는 전류 a₁을 3~10회 점멸 인가하는 제 1전류 공급부(32)를 이용하여 램프(1)를 숙성시키는 1차 숙성단계(A)와;

   램프에 정격전압의 35% 미만에 해당하는 전류 a₂를 3~10회 점멸 인가하는 제 2전류 공급부(34)를 이용하여 램프(1)를 숙성시키는 2차 숙성단계(B)와;

   램프에 정격전압의 50% 미만에 해당하는 전류 a₃를 3~10회 점멸 인가하는 제 3전류 공급부(36)를 이용하여 램프(1)를 숙성시키는 3차 숙성단계(C)를 이용하는 초소형 램프의 숙성방법.