JP5407285B2 - 白熱ランプヒータ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハロゲンランプ等の白熱ランプを熱源に備える白熱ランプヒータ装置に関する。

白熱ランプの一態様たるハロゲンランプは、一般に、ガラス製管状体と、このガラス製管状体の両端部をピンチシールしたシール部を有し、ガラス製管状体の内部にコイル状のフィラメントを設け、フィラメントに内部リード線を介して接続したモリブデン箔をガラス製管状体の各シール部に配置して構成されている。係るハロゲンランプは、放射する光のほとんどが赤外線であるという特性を有し、また、点灯時の温度上昇が早いことから、樹脂成形や印刷インク、塗装塗料の乾燥、材料の表面改質等で用いる白熱ランプヒータ装置の熱源に広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−１３４６４５号公報

しかしながら、白熱ランプヒータ装置の出力を高めると、これに伴ってハロゲンランプのシール部の温度も上昇し、モリブテン箔が熱的損傷を受けてしまうため、白熱ランプヒータ装置の出力に制限が生じる、という問題がある。
この問題は、ハロゲンランプに限らず、ガラス製管状体の内部にフィラメントを設け、このガラス製管体の両端部のシール部に、フィラメントに内部リード線を介して接続したモリブテン等の金属箔を配置した構成の白熱ランプを熱源として用いる場合に共通して生じるものである。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、白熱ランプのシール部の冷却性を高め、高出力に耐え得る白熱ランプヒータ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、管体の両端にシール部を有し、該管体の内部にフィラメントが配置され、該フィラメントに内部リード線を介して接続された金属箔部が前記シール部に配置された白熱ランプと、当該白熱ランプを収容する灯体と、を備え、前記灯体の底面開口から加熱対象のワークを照射して加熱する白熱ランプヒータ装置において、前記灯体には、冷却水が流れる中空部を長手方向に貫通させ、前記灯体の両端部のそれぞれを前記白熱ランプのシール部とフィラメントとの間で仕切り前記フィラメントの発光時の熱による前記シール部の加熱を防止する仕切体と、当該白熱ランプの端部側の下面を閉塞する底面カバーと、前記灯体の上面で構成される天面と、前記仕切体に対面する側面とを有し、前記シール部を収容するシール部収容部を前記灯体の内部に設け、前記シール部収容部には、前記ワークと対向する面を除いた面である前記天面、及び前記側面のそれぞれに通気孔を形成し、前記側面の通気孔から前記天面の通気孔に向けて煙突効果により自然対流を形成して前記シール部を冷却することを特徴とする。

本発明によれば、白熱ランプのシール部とフィラメントとの間を仕切り、前記シール部を収容するシール部収容部を設け、前記シール部収容部の少なくとも２箇所に通気孔を形成する構成とした。この構成により、これら通気孔からシール部収容部に空気が取り入られ、この空気によってシール部が冷却される。これにより、高出力化に伴う金属箔部の熱的損傷が防止され、高出力に耐え得る白熱ランプヒータ装置が提供される。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１はハロゲンランプヒータ装置１の正面及び底面のそれぞれを示す図であり、図２はハロゲンランプヒータ装置１の断面を示す図である。また、図３はハロゲンランプヒータ装置１の端部の内部構成を示す図であり、図４は当該端部の主要構成を示す断面図である。
ハロゲンランプヒータ装置１は、灯体３と、ハロゲンランプ５と、水冷機構７とを備えている。灯体３は、例えばアルミニウム合金を押出成型により樋状に形成してなり、この灯体３内には上記ハロゲンランプ５が収納され、また上面には灯体３を取付け固定するための取付部８が設けられている。
ハロゲンランプ５は、長く延在したガラス製管状体９を有し、その両端部１１Ａ、１１Ｂが灯体３に設けた支持体１３（図３）に支持されている。ガラス製管状体９の両端部１１Ａ、１１Ｂからはリード線が引き出され、これらのリード線を介して電力が供給されてハロゲンランプ５が点灯する。

図２に示すように、灯体３の内面３Ａは放物面或いは楕円面に形成され、その表面には、反射板１５が設けられている。図１に示すように、灯体３の内面３Ａには複数枚の反射板１５が長手方向に敷設され、これらの反射板１５により灯体３の反射面が構成される。反射板１５のそれぞれは金メッキされており、赤外波長域での光の反射率の向上が図られ、ハロゲンランプヒータ装置１の照射効率が高められている。

反射板１５のそれぞれは、略矩形のシート状に構成されており、この反射板１５を灯体３に取付ける際には、図２に示すように、灯体３の内面３Ａに沿って撓ませ、その両端縁部１５Ａ、１５Ｂを、当該灯体３の底面開口の両縁部に沿って設けた縁部材１７の爪部１７Ａと灯体３の内面３Ａの隙間に差し込むことで固定される。また反射板１５は、灯体３の内面３Ａとの間に隙間が生じることなく密着するように、この内面３Ａと略同程度の大きさ、又は、僅かに大きい程度に形成される。
これにより、取付金具や工具等を用いることなく、反射板１５を灯体３の内面３Ａに密着するように簡単に取付けることができる。

上記水冷機構７は、灯体３を水冷により冷却するものである。
具体的には、図２に示すように、灯体３には、４つの中空部２１が長手方向に貫通して一体的に形成されている。これら中空部２１の内周壁は例えばアルマイト処理されている。図１に示すように、灯体３の右端部側では、２つの中空部２１の開口にニップル３４が設けられ各ニップル３４にホース（図示せず）が接続されるとともに、残り２つの中空部２１が連結パイプ３６で連通されている。また、いずれか一方のニップル３４から導入された冷水が他方のニップル３４から排水されるように、灯体３の左端部側では、４本の各中空部２１の開口が連結パイプ３６で連通されている。この水冷機構７により、灯体３の中を長手方向に冷水が循環して灯体３が全体的に冷却される。

ハロゲンランプ５は、図４に示すように、ガラス製管状体９と、該ガラス製管状体９の両端部をピンチシールしたシール部４１とを有し、該ガラス製管状体９の内部には、発光部としてタングステンから成るコイル状のフィラメント４３が設けられ、該フィラメント４３の両端部には内部リード線４４が接続されており、各内部リード線４４がシール部４１に収められたモリブテン箔等から成る金属箔部４５と溶接され、該金属箔部４５の他端には外部リード部４７が溶接されて電気的に上記フィラメント４３へ接続され、外部からの電力供給を可能にしている。

係るハロゲンランプ５を収納する灯体３の両端部のそれぞれには、図３及び図４に示すように、ハロゲンランプ５のシール部４１と、発光部たるフィラメント４３との間（すなわち内部リード線４４上）を仕切る仕切体５０と、この仕切体５０で仕切られたハロゲンランプ５の端部１１Ａ、１１Ｂ側の下面を閉塞する底面カバー５２とを備え、これら仕切体５０、灯体３及び底面カバー５２により、ハロゲンランプ５のシール部４１を収容するシール部収容部５３が構成されている。
このシール部収容部５３においては、該シール部収容部５３の天面を構成する灯体３の上面に通気孔５５が設けられるとともに、該シール部収容部５３の一側面を構成する端部側側面にも通気孔５７が形成されている。

すなわち、上記シール部収容部５３においては、ハロゲンランプ５のシール部４１と、フィラメント４３との間が仕切られるため、フィラメント４３の発光時の熱によるシール部４１の加熱が防止される。しかしながら、フィラメント４３の熱によるシール部４１の加熱を防いだだけでは、高出力化に伴う金属箔部４５の発熱は防止されない。
これに対して、本実施形態では、シール部収容部５３の天面及び一側面に通気孔５５、５７が設けられているため、これら通気孔５５、５７によりシール部収容部５３を流通する空気が生じてシール部４１が冷却され、高出力化に伴う金属箔部４５の熱的損傷を防止可能としている。

このとき、通気孔５５及び通気孔５７のそれぞれは、シール部４１の発熱に伴うシール部収容部５３内部の温度上昇によって、通気孔５５、５７の間を流通する空気流を自然に生じさせる大きさに形成されるとともに、通気孔５５がシール部４１の近傍に形成されている。
このような構成により、図４に矢印Ｘで示すように、シール部４１を通過する空気の自然対流が形成されるから、この自然対流によりシール部４１が冷却され、金属箔部４５の過度な温度上昇が抑制されることとなる。これにより、高出力化が可能なハロゲンランプヒータ装置１が実現される。

また、シール部収容部５３において、１つの通気孔５５を天面に設けたため、いわゆる煙突効果により自然対流の形成が促進され、シール部４１の冷却性が高められる。また、他方の通気孔５７を通気孔５５が設けられた天面以外に設けることで、通気孔５７から通気孔５５への空気の流れがスムーズになる。このとき、シール部収容部５３の底面を構成する底面カバー５２に通気孔５７を設けるのではなく、側面に設ける構成としたため、通気孔５７の空気の流通により被照射体（被加熱体）たるワークの照射面に空気流が生じて埃や塵等が付着してしまうのが防止される。

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、灯体３の内部を仕切体５０で仕切ってシール部収容部５３を構成した。これに対して本実施形態では、灯体３の外部にシール部収容部５３を構成した態様を説明する。
図５は、本実施形態に係るハロゲンランプヒータ装置１００の左端部の主要構成を示す断面図である。なお、同図において、第１実施形態で説明した部材と同様の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。また、同図にはハロゲンランプヒータ装置１００の左端部の構成のみを示すが、右端部についても主要な構成は左端部と同様である。

ハロゲンランプヒータ装置１００が備える灯体１０３は、その全長がハロゲンランプ５よりも短く構成されており、灯体１０３の両端部側面１０３Ａには貫通孔１７０が形成され、この貫通孔１７０からハロゲンランプ５の端部１１Ａ、１１Ｂが外部に突出される。
また灯体１０３の両端部の外側には、ハロゲンランプ５の端部１１Ａ、１１Ｂを収容するケース体１７１が取付けられており、このケース体１７１及び灯体１０３の両端部側面１０３Ａとにより、ハロゲンランプ５のシール部４１を収容するシール部収容部１５３が構成されている。

このシール部収容部１５３にも第１実施形態のシール部収容部５３と同様に、その天面及び一側面に貫通孔１５５、１５７が設けられている。これにより、シール部４１の発熱に伴って、これらの貫通孔１５５、１５７によって図５中矢印Ｙで示す空気流が自然に生じることから、シール部４１の金属箔部４５が冷却される。
さらに、本実施形態によれば、灯体１０３の両端部から突出したハロゲンランプ５がケース体１７１で覆われているため、高電圧が印加されるシール部４１が外部に露出されずに安全性が維持される。

なお、上述した各実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能である。
例えば、上述した実施形態では、シール部収容部５３、１５３の天面及び一側面のそれぞれに１つずつ貫通孔を形成したが、これに限らず、それぞれの面に複数の貫通孔を形成しても良い。

また、上述した実施形態では、管体が直管形のガラス製管状体９を有するハロゲンランプ５を例示したが、これに限らず、ガラス製管状体９がＵ字状に曲げられて両端部１１Ａ、１１Ｂが互いに近傍に配置された構成の、いわゆるＵ字管形の管体を備えたハロゲンランプにも本発明を適用することができる。この場合には、１つのシール部収容部５３、１５３にハロゲンランプ５の両端部１１Ａ、１１Ｂが共に収容され、空気の自然対流による冷却が行われる。

また、上述した実施形態では、白熱ランプの一態様としてハロゲンランプを例示したが、他の白熱ランプにも本発明を適用することができる。

本発明の第１実施形態に係るハロゲンランプヒータ装置の正面及び底面のそれぞれを示す図である。 ハロゲンランプヒータ装置の断面を示す図である。 ハロゲンランプヒータ装置の端部の内部構成を示す図である。 ハロゲンランプヒータ装置の端部の主要構成を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係るハロゲンランプヒータ装置の端部の主要構成を示す断面図である。

符号の説明

１、１００ ハロゲンランプヒータ装置（白熱ランプヒータ装置）
３、１０３ 灯体
５ ハロゲンランプ（白熱ランプ）
９ ガラス製管状体（管体）
１１Ａ、１１Ｂ 端部
１５ 反射板
４１ シール部
４３ フィラメント
４４ 内部リード線
４５ 金属箔部
５０ 仕切体
５２ 底面カバー
５３、１５３ シール部収容部
５５、５７、１５５、１５７ 通気孔
１７１ ケース体

Claims (1)

1. 管体の両端にシール部を有し、該管体の内部にフィラメントが配置され、該フィラメントに内部リード線を介して接続された金属箔部が前記シール部に配置された白熱ランプと、当該白熱ランプを収容する灯体と、を備え、前記灯体の底面開口から加熱対象のワークを照射して加熱する白熱ランプヒータ装置において、
   前記灯体には、冷却水が流れる中空部を長手方向に貫通させ、
   前記灯体の両端部のそれぞれを前記白熱ランプのシール部とフィラメントとの間で仕切り前記フィラメントの発光時の熱による前記シール部の加熱を防止する仕切体と、当該白熱ランプの端部側の下面を閉塞する底面カバーと、前記灯体の上面で構成される天面と、前記仕切体に対面する側面とを有し、前記シール部を収容するシール部収容部を前記灯体の内部に設け、
   前記シール部収容部には、前記ワークと対向する面を除いた面である前記天面、及び前記側面のそれぞれに通気孔を形成し、前記側面の通気孔から前記天面の通気孔に向けて煙突効果により自然対流を形成して前記シール部を冷却する
   ことを特徴とする白熱ランプヒータ装置。

Images