CN111050427B - 加热灯 - Google Patents

Abstract

提供一种不使加热灯大型化便提高对加热对象区域内的加热的均匀性的加热灯。加热灯的特征在于，具备：发光管，对光显示透过性；灯丝，包括位于所述发光管的端部侧的第一卷绕部和与所述第一卷绕部相比位于所述发光管的中央部侧且以比所述第一卷绕部的卷绕密度低的密度卷绕的第二卷绕部而构成；以及反射膜，形成于从所述发光管的管轴方向观察时的所述发光管的壁面的一部分。

Description

加热灯

技术领域

本发明涉及加热灯，尤其涉及通过对加热对象物照射光来进行加热的加热灯。

背景技术

以往，作为在制造过程中进行加热对象物(以下，称为“工件”)的热处理的装置之一，已知有使用了在密封体内具有灯丝的加热灯的加热装置。该加热装置是通过照射光来进行加热的方式，所以能够对加热对象物进行非接触式的加热。因此，根据该加热装置，能够构成颗粒向加热对象物的附着等的担忧少的装置，具有也容易通过调整施加电压来进行温度控制的特征。

在工件的热处理中，为了抑制同一表面内的特性的偏差、波动，要求在规定的温度范围内均匀地加热整个表面。尤其是近年来，伴随工件的大型化、高精细化，期待能够均匀地加热工件整体的加热灯。

以前，相对于加热灯的大小，工件足够小。因此，从灯丝射出的光的强度稳定，对工件照射从加热灯的中央部侧射出的光来对工件进行加热。即，使用加热温度均匀的区域来对工件进行加热，所以很少会在意加热对象区域内的加热温度差。但是，从在工件大型化的同时抑制加热灯的大型化的上述的期待出发，研究不仅将从加热灯的中央部侧射出的光，也将从端部侧射出的光使用于工件的加热。

但是，已知在使用了以固定的间隔卷绕的灯丝的加热灯中，相对于中央部侧，在端部侧加热温度变低。因此，在下述专利文献1中记载了用于通过调整灯丝的卷绕的密度、直径的大小，并使端部侧的光强度相对于中央部侧提高来使加热对象区域内的加热温度均匀化的结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5267765号公报

发明内容

发明要解决的问题

以往的加热装置通常将棒状的加热灯排列在同一平面上而构成加热单元。图6是以往的加热单元110的示意性的俯视图。图6所示的加热单元110构成为将多个加热灯100排列在同一平面上(XY平面上)。在以下的图7的说明中对工件111和反射板120进行描述。需要说明的是，在图6中图示出沿X方向延伸的加热灯100以相互分离的状态沿Y方向配置有多个的情况。

图7是从Y方向，即加热灯100的排列方向观察图6的加热单元110而得到的图。以加热单元110的中央为原点，在与工件111的配置方向(图7所示的-Z方向)相反的一侧(图7所示的+Z方向)配置有反射板120。加热灯100包含灯丝，例如射出红外光。反射板120以如下目的配置：通过使从各加热灯100向反射板120的方向(+Z方向)射出的光向工件111的方向(-Z方向)反射，从而将所述光无浪费地向工件111照射。

图6所示的加热单元110在加热灯100的排列方向(Y方向)和管轴方向(X方向)上产生加热温度差的问题。但是，在Y方向上，各加热灯100独立，所以例如能够通过单独控制对各加热灯100的供给电量而根据各加热灯100来调整光强度，所以比较容易进行加热温度的调整。但是，在X方向上，无法采用所述的方法，所以难以实现加热温度的均匀化。

图8是详细地示出图7所图示的加热灯100的结构的图。如图8所示，加热灯100包括由不对光的射出路径带来影响的透光性材料构成的发光管101和配置在该发光管101内部的、以固定的间隔卷绕的灯丝102。

在此，为了便于进行说明，设为从灯丝102的各卷绕位置相对于发光管101的径向示意性地以出射角θ射出光。并且，假定对在X方向上与加热灯100大致相同长度的工件111进行加热的情况。此时，如图8所示，在工件中央部111b侧处均匀地照射光，能够进行均匀的加热。但是，到达工件111的光的强度会随着接近工件端部111a侧而减少。

因此，研究了加热灯100的灯丝102在加热灯100的中央部侧和端部侧以不同的密度卷绕的加热灯。然而，通过本发明人等的深入研究发现，即使在该专利文献1中所记载的方法中，在提高对工件111的加热的均匀性上也存在界限。以下，对该内容进行说明。

图9是具备包括高密度卷绕部103a和低密度卷绕部103b而构成的灯丝103的加热灯100的示意性的平面图。如图9所示，在加热灯100的中央部侧配置有低密度卷绕部103b，在端部侧配置有高密度卷绕部103a。

为了与图8进行比较，在图9中也设为相对于发光管101的径向示意性地以出射角θ射出光。并且，假定对在X方向上与加热灯100大致相同长度的工件111进行加热的结构。

如图9所示，在包括高密度卷绕部103a和低密度卷绕部103b而构成的灯丝103中，加热灯100的端部侧(高密度卷绕部103a)的光强度比中央部侧(低密度卷绕部103b)的光强度高。其结果是，在工件111的表面上，在来自加热灯100的中央部侧的射出光所照射的区域和来自端部侧的射出光所照射的区域中，照度之差变小，能够使加热对象区域内的加热温度差均匀化。

然而，若仅通过减小加热灯100的端部侧的灯丝103的卷绕的间隔，当与工件111的中央部相比时，到达工件111的末端的光的强度依然低。这是因为减小灯丝103的卷绕的间隔的技术存在物理上的界限。因此，在工件端部111a中朝向末端而温度会下降。也就是说，为了跨及从工件111的中央部到末端的宽广的范围地使加热温度均匀化，需要使照射到工件端部111a的光的强度相对于照射到工件中央部111b的光的强度增大。

但是，增大灯丝103的直径、将灯丝103的卷绕多重化会导致加热灯100的大型化，所以不优选。因此，可知难以仅通过调整灯丝的卷绕的密度、直径的大小而在加热对象区域内维持热处理所需的加热温度并跨及工件的整体地成为期待的温度差以内。

本发明鉴于上述问题，其目的在于提供不使加热灯大型化便提高对加热对象区域内的加热的均匀性的加热灯。

用于解决问题的技术方案

本发明涉及的加热灯的特征在于，具备：发光管，对光显示透过性；灯丝，包括位于所述发光管的端部侧的第一卷绕部和与所述第一卷绕部相比位于所述发光管的中央部侧且以比所述第一卷绕部的卷绕密度低的密度卷绕的第二卷绕部而构成；以及反射膜，形成于从所述发光管的管轴方向观察时的所述发光管的壁面的一部分。

上述加热灯具备对光显示透过性且在从管轴方向观察时的壁面的一部分上形成有反射膜的发光管。除了在壁面形成有反射膜的部分以外，从配置在发光管的内部的灯丝射出的光原样地向发光管的外部射出。到达形成有反射膜的部分的光被反射膜反射，并从未形成反射膜的开口部分射出。

因此，对于从配置在发光管的内部的灯丝射出的光，通过反射膜来调整从发光管射出的光的行进方向。

需要说明的是，通过本发明人等的深入研究而新发现，在加热灯的外侧设置有反射板的情况下，与没有反射板的情况相比，加热对象物(工件)的表面上的温度在中央部侧和端部侧之间差扩大。这一点在后文的“具体实施方式”一项中进行说明。在使用本发明的加热灯构成加热单元的情况下，不需要配置反射板，所以能够在缩小工件的中央部侧与端部侧之间的温度差的同时有助于加热装置整体的小型化。

另外，在加热装置配置的反射板通过从发光管射出的光而温度上升，所以也有时在加热装置与反射板之间需要绝热材料。但是，若构成为通过设置于发光管的壁面的反射膜而从发光管仅向工件侧射出，则加热装置内的工件以外的温度上升的担忧变少。

此外，若反射板接近加热灯，则会被加热灯加热而膨胀。在该情况下，为了防止加热装置内的反射板的固定部等的破损，需要采用对膨胀进行吸收的结构，但通过采用这样的结构会导致装置的复杂化、大型化。因此，存在反射板能够接近加热灯的界限。这意味着需要将反射板配置在离开加热灯一定程度的距离的位置，从反射板反射的光会在大范围内扩展，也会照射到工件端部以外的区域。也就是说，无法充分地获得工件的中央部与端部的照度差，无法充分地得到改善工件的温度差的效果。详细情况在后文的图1A的说明中进行说明。

通过在发光管的壁面形成反射膜，从而不需要反射板，所以不担心加热装置内的反射板的破损，并且能够以低成本构成更加小型的加热装置。

上述加热灯具备灯丝，所述灯丝包括位于发光管的端部侧的第一卷绕部和与所述第一卷绕部相比位于所述发光管的中央部侧且以比所述第一卷绕部的卷绕密度低的密度卷绕的第二卷绕部而构成。

第一卷绕部配置在发光管的端部侧，用于提高发光管的端部侧的光强度。

第二卷绕部配置在发光管的比第一卷绕部靠中央部侧处，用于使发光管的中央部侧的光强度比端部侧低。第二卷绕部只要比发光管的第一卷绕部靠中央部侧，则可以配置在任何位置。

此外，在发光管的比第一卷绕部靠中央部侧处，也可以具有与第二卷绕部不同的部分，且该部分是以比第一卷绕部低的密度卷绕或未卷绕的部分。

在上述加热灯中，所述反射膜也可以从所述灯丝的一端部跨及另一端部而形成。

在上述加热灯中，所述反射膜也可以形成于所述发光管的内壁面侧。

在上述加热灯中，反射膜形成于发光管的内壁面侧。从灯丝射出并由反射膜反射的光不透过发光管而反射，所以透过发光管的次数变少，能够减少在到达工件之前被吸收的光的量。

此外，在仅在发光管的内壁面侧形成有反射膜的情况下，在加热装置内进行热处理的中途，即使反射膜从发光管的壁面剥离，剥离的反射膜的碎片也会留在发光管的内部而不会有落到工件的表面等这样的担忧。

但是，优选，不发生反射膜的剥离。尤其是若外壁面侧的反射膜发生剥离则有落到工件的表面的担忧，所以优选通过反射膜的材料的选择、膜厚的调整等而形成为尽可能不容易发生从发光管的壁面的剥离。

例如，可以用不容易因热而发生变形的性质的材料形成反射膜，以使得不会因加热而发生变形并产生收缩或龟裂从而发生从发光管的壁面的剥离。另外，不需要将外壁面侧的反射膜与内壁面侧的反射膜设为相同材料、相同形状，可以形成为外壁面侧的反射膜的膜厚比内壁面侧的反射膜的膜厚厚，以使得不会发生外壁面侧的反射膜的剥离。

在上述加热灯中，所述反射膜也可以形成于所述发光管的内壁面侧和外壁面侧这两侧。

在上述加热灯中，反射膜形成于发光管的内壁面侧和外壁面侧这两侧。从灯丝射出并透过壁面侧的反射膜的一部分的光通过外壁面侧的反射膜而向工件方向反射。因此，从灯丝射出并透过内壁面侧的反射膜的光也能够到达工件。

在上述加热灯中，所述反射膜在所述发光管的端部侧的壁面上沿周向延伸的长度也可以比所述反射膜在所述发光管的中央部侧的壁面上沿周向延伸的长度长。

需要说明的是，在上述加热灯中，所述反射膜也可以具有在所述发光管的端部侧的壁面上沿周向延伸的长度从所述发光管的端部侧朝向中央部侧逐渐变短的区域。

在上述加热灯中，以所述发光管的端部侧的壁面上的沿周向延伸的长度比所述发光管的中央部侧的壁面上的沿周向延伸的长度长的方式形成所述反射膜，构成为与中央部侧相比在端部侧向工件方向反射的光的量多，由此，能够增大工件端部侧相对于工件中央部侧的光强度。

发明效果

根据本发明，可实现不使加热灯大型化便提高对加热对象区域内的加热的均匀性的加热灯。

附图说明

图1A是示意性地示出在发光管的壁面形成有反射膜的加热灯的第一实施方式的结构的图。

图1B是图1A的YZ平面视图。

图2A是示意性地示出在发光管的壁面形成有反射膜的加热灯的第二实施方式的结构的图。

图2B是图2A的YZ平面视图。

图3A是示意性地示出在发光管的壁面形成有反射膜的加热灯的第三实施方式的结构的图。

图3B是图3A的YZ平面视图。

图4A是示意性地示出在发光管的壁面形成有反射膜的加热灯的第四实施方式的结构的XY平面视图。

图4B是示意性地示出在发光管的壁面形成有反射膜的加热灯的第五实施方式的结构的XY平面视图。

图5是用光强度的相对值来表示加热灯的模拟结果的座标图。

图6是以往的加热单元的示意性的俯视图。

图7是从X轴方向观察图6的加热单元而得到的图。

图8是具备均匀地卷绕的灯丝的加热灯的示意性的平面视图。

图9是具备包括高密度卷绕部和低密度卷绕部而构成的灯丝的加热灯的示意性的平面视图。

标号说明

1：加热灯；

10：发光管；

11：灯丝；

11a：第一卷绕部；

11b：第二卷绕部；

12：电力供给部；

21：工件；

30：反射板；

31a、31b：反射膜；

40：区域；

100：加热灯；

101：发光管；

102、103：灯丝；

103a：高密度卷绕部；

103b：低密度卷绕部；

110：加热单元；

111：工件；

111a：工件端部；

111b：工件中央部；

120：反射板。

具体实施方式

以下，适当地参照附图对本发明涉及的加热灯的各实施方式进行说明。需要说明的是，以下的各附图均为示意性地图示的图，实际的尺寸比与附图上的尺寸比不一定一致。

[第一实施方式]

图1A是示意性地示出本发明的加热灯的第一实施方式的结构的图。图1A所示的加热灯1具备发光管10和灯丝11。并且，与图7所示的以往的加热灯100不同，不具备反射板120而在发光管10的壁面具备反射膜31a。在图1A所示的例子中，反射膜31a形成于位于与工件21相反的一侧的发光管10的外壁面上。工件21是由加热灯1加热的对象物。

发光管10由使从灯丝11射出的光透过的材料构成，例如由石英玻璃构成。对于发光管10，示出沿规定的方向(在此为X方向)延伸的形状，作为一个例子示出圆筒形状。此时，如图1B所示，示出在从X方向的正面视图中观察加热灯1时为圆形且发光管10的管轴与灯丝11的卷绕的轴一致的形状。

发光管10并不限定于圆筒形状，例如也可以具有椭圆形状、多边筒形状等其他形状。此外，发光管10的管轴与灯丝11的轴也可以不一致。

在发光管10内配置有灯丝11，并封入有卤素气体等气体。灯丝11例如以由钨构成的线材卷绕成线圈状且沿发光管10的管轴方向(X方向)延伸的方式配置。

灯丝11的两端电连接于电力供给部12。电力供给部12与未图示的电源部电连接，从电源部经由电力供给部12而向灯丝11供给电力，使得灯丝11发光。

灯丝11在发光管10的端部侧配置有第一卷绕部11a，在比第一卷绕部11a靠中央部侧配置有第二卷绕部11b。第一卷绕部11a构成为比第二卷绕部11b的卷绕密度高。

第一卷绕部11a不必一定形成于发光管10的末端，也可以配置成从从末端朝向中央部侧离开的位置卷绕。另外，第二卷绕部只要比发光管10的第一卷绕部11a靠中央部侧，则可以配置在任何位置。在图1A所示的本实施方式的结构例中，以与配置在两端的第一卷绕部11a相邻的方式配置有第二卷绕部11b。

反射膜31a形成为，在发光管10的外壁面上，以发光管10的中央为原点而跨越在-X方向上的端部侧配置的第一卷绕部11a、在中央部侧配置的第二卷绕部11b以及在+X方向上的端部侧配置的第一卷绕部11a。更详细而言，在本实施方式中，反射膜31a从灯丝11的一端部跨及另一端部而形成。反射膜31a由反射从灯丝11射出的光的材料构成，例如由二氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化锆等单体或将它们混合后的氧化物膜或金、铝等的金属膜构成。在发光管10的外壁面上形成反射膜31a时，例如能够采用浸渍法、基于喷射等喷涂的方法或一边熔化颗粒一边喷涂的喷镀法等方法。需要说明的是，该反射膜31a可以由对与从灯丝11射出的光的波长相同的光的反射率显示为15％以上的材料构成。更优选的是，所述反射率为20％以上，进一步优选的是，所述反射率为50％以上。该情况下的反射率是在将反射膜溶液涂布到平板上的玻璃板并使其干燥后，使用光谱反射/透过率测定装置测定出的值的可见光区域～红外光区域(例如380nm～2000nm)中的平均值。

从灯丝11射出的光中的向朝向工件21的方向(图1A所示的-Z方向)行进的光透过发光管10的壁面而到达工件21。从灯丝11射出的光中的向与工件21相反的方向(图1A所示的+Z方向)行进的光透过发光管10的壁面，并由反射膜31a反射，之后，再次透过发光管10的壁面而到达工件21。

图1B是图1A的YZ平面视图。加热灯1的反射膜31a在YZ平面视图中，在发光管10的外壁面上，以管轴为中心并跨及中心角α1的范围而形成。中心角α1比0°大且小于360°，优选为160°以上且220°以下，更加优选的是，为180°以上且210°以下。

通过根据加热装置的结构等来调整反射膜31a的形状，能够调整由反射膜31a反射而到达工件21的光的范围。也就是说，若调整反射膜31a的形状，则能够调整工件21整体上的照度分布。在使用反射板120的情况下，通过对反射板120的表面进行加工而调整反射光的方向等，也能够调整工件111整体的照度分布，但反射板120变得高价，加热装置的制造成本变高。

将图1A所示的具备反射膜31a的加热灯1与图7所示的以往结构的加热灯100进行比较。在图7的结构中，在相对于加热灯100向+Z方向离开的位置设置有反射板120。与此相对，图1A中的反射膜31a形成于发光管10的外壁面上。也就是说，关于与灯丝11的分离距离，反射板120比反射膜31a长。因此，由反射板120反射的光到达工件(111、21)为止的行进距离比由反射膜31a反射的光到达工件(111、21)为止的行进距离长。

其结果是，在图7的结构中从某一发光点射出的光束对工件111进行照射的时间点下的照射区域的面积比在图1A的结构中从某一发光点射出的光束对工件21进行照射的时间点下的照射区域的面积大。也就是说，如图9所示，在为了向与工件中央部111b相比温度难以上升的工件端部111a侧大量地汇集光而具备在端部侧设置有高密度卷绕部103a的灯丝103并在此之上为了进一步提高加热效率而如图7所示那样设置有反射板120的情况下，从高密度卷绕部103a射出并由反射板120反射的光在大范围内扩展，也会照射到工件端部111a以外的区域。也就是说，从高密度卷绕部103a射出的光的一部分也会照射到工件中央部111b，其结果是，无法充分地获得工件中央部111b与工件端部111a的照度差，无法充分地表现出改善工件的温度差的效果。

[第二实施方式]

以与第一实施方式不同的部位为中心对本发明的加热灯的第二实施方式的结构进行说明。

图2A是示意性地示出本发明的加热灯的第二实施方式的结构的图。图2A所示的加热灯1与第一实施方式的加热灯1不同，反射膜31b形成于发光管10的内壁面上。并且，在图2A所示的加热灯1中，反射膜31b形成于位于与工件21相反的一侧的发光管10的内壁面上。

与图1A所示的加热灯1所具备的反射膜31a同样，图2A所示的加热灯1所具备的反射膜31b形成为，跨越在发光管10的-X方向上的端部侧配置的第一卷绕部11a、在中央部侧配置的第二卷绕部11b以及在+X方向上的端部侧配置的第一卷绕部11a。更详细而言，在本实施方式中，反射膜31b从灯丝11的一端部跨及另一端部而形成。反射膜31b的材料、形成方法及形状可以与第一实施方式的反射膜31a的材料、形成方法及形状相同。

图2B是图2A的YZ平面视图。加热灯1的反射膜31b在YZ平面视图中，在发光管10的内壁面上，在以管轴为中心的圆周上跨及中心角α2的范围而形成。中心角α2比0°大且小于360°，优选为160°以上且220°以下，更加优选的是，为180°以上且210°以下。

根据本实施方式的加热灯1，当与图1A所示的第一实施方式的加热灯1进行比较时，灯丝11与反射膜31b的距离比灯丝11与反射膜31a的距离近，所以能够使加热温度进一步均匀化。

[第三实施方式]

以与第一实施方式及第二实施方式不同的部位为中心对本发明的加热灯的第三实施方式的结构进行说明。

图3A是示意性地示出本发明的加热灯的第三实施方式的结构的图。与第一实施方式的加热灯1相比，图3A所示的加热灯1在还在发光管10的内壁面上具备反射膜31b这一点上不同，并且，在图3A所示的加热灯1中，反射膜31a形成于位于与工件21相反的一侧的发光管10的外壁面上，反射膜31b形成于位于与工件21相反的一侧的发光管10的内壁面上。

与图1A、图2A所示的加热灯1同样，在图3A所示的加热灯1中，反射膜31a及反射膜31b也以跨越在发光管10的-X方向上的端部侧配置的第一卷绕部11a、在中央部侧配置的第二卷绕部11b以及在+X方向上的端部侧配置的第一卷绕部11a的方式形成。更详细而言，在本实施方式中，反射膜31a及反射膜31b从灯丝11的一端部跨及另一端部而形成。反射膜31a及反射膜31b的材料、形成方法及形状可以与第一实施方式的反射膜31a及第二实施方式的反射膜31b的材料、形成方法及形状相同。

图3B是图3A的YZ平面视图。加热灯1的反射膜31a在YZ平面视图中，在发光管10的外壁面上，在以管轴为中心的圆周上跨及中心角α1的范围而形成。中心角α1比0°大且小于360°，优选为160°以上且220°以下，更加优选的是，为180°以上且210°以下。

加热灯1的反射膜31b在YZ平面视图中，在发光管10的内壁面上，在以管轴为中心的圆周上跨及中心角α2的范围而形成。中心角α2比0°大且小于360°，优选为160°以上且220°以下，更加优选的是，为180°以上且210°以下。

中心角α1与α2也可以不是相同的角度。另外，各自的中心角的二等分线也可以彼此不一致。

[第四实施方式]

以与第一实施方式、第二实施方式及第三实施方式不同的部位为中心对本发明的加热灯的第四实施方式的结构进行说明。

图4A是示意性地示出本发明的加热灯的第四实施方式的结构的图。与第一实施方式的加热灯1相比，图4A所示的加热灯1在发光管10的外壁面上的反射膜31a在端部侧形成得比在中央部侧大这一点上不同。详细而言，图1B所示的中心角α1在发光管10的中央部侧与端部侧不同，并且形成为端部侧的中心角α比中央部侧的中心角α1大。端部侧反射膜的X方向上的宽度也可以不与第一卷绕部11a的宽度一致，中央部侧反射膜的X方向上的宽度也可以不与第二卷绕部11b的宽度一致。

与图1A所示的加热灯1同样，在图4A所示的加热灯1中，反射膜31a也以跨越在发光管10的-X方向上的端部侧配置的第一卷绕部11a、在中央部侧配置的第二卷绕部11b以及在+X方向上的端部侧配置的第一卷绕部11a的方式形成。反射膜31a的材料及形状可以与第一实施方式的反射膜31a的材料及形状相同。

在形成图4A所示的反射膜31a的方法中例如有浸渍方式。具体而言，在图4A的X方向上跨及发光管10的形成反射膜31a的区域整体地涂布形成在Y方向上在中央部侧形成的宽度的反射膜31a的溶液。之后，在端部侧对不涂布的区域实施遮蔽，在形成反射膜31a的溶液中，将发光管的端部侧每次一侧地浸入到所期望的位置而进行涂布。在涂布的溶液干燥后去除遮蔽并进行煅烧从而形成反射膜31a。

也可以是，在发光管10的内壁面上的反射膜31b中，也同样形成为中心角α2在端部侧比在中央部侧大。此外，在发光管10的外壁面上和内壁面上这两侧形成反射膜31a和反射膜31b的情况下，也可以将反射膜31a与反射膜31b设为不同的形状。

[第五实施方式]

以与第一实施方式、第二实施方式、第三实施方式及第四实施方式不同的部位为中心对本发明的加热灯的第五实施方式的结构进行说明。

图4B是示意性地示出本发明的加热灯的第五实施方式的结构的图。与图4A所示的第四实施方式的加热灯1相比，图4B所示的加热灯1在发光管10的外壁面上的反射膜31a具有从发光管10的端部侧朝向中央部侧逐渐变小的区域40这一点上不同。图1B所示的中心角α1在发光管10的中央部侧和端部侧不同，形成有从端部侧朝向中央部侧中心角α1逐渐变小的区域40。区域40也可以不与第二卷绕部11b的宽度一致，也可以不配置在端部。

与图1A所示的加热灯1同样，在图4B所示的加热灯1中，反射膜31a也以跨越在发光管10的-X方向上的端部侧配置的第一卷绕部11a、在中央部侧配置的第二卷绕部11b以及在+X方向上的端部侧配置的第一卷绕部11a的方式形成。反射膜31a的材料及形状可以与第一实施方式的反射膜31a的材料及形状相同。

在发光管10的内壁面上的反射膜31b中，也同样地可以具有从端部侧朝向中央部侧中心角α2逐渐变小的区域40。此外，在发光管10的外壁面上和内壁面上这两侧形成反射膜31a和反射膜31b的情况下，也可以将反射膜31a和反射膜31b设为不同的形状。

[验证]

根据本发明的加热灯1，参照模拟结果对在工件21的端部侧和中央部侧缩小温度差的功能高这一点进行说明。实施例及比较例分别如下所述。

(实施例1)

将图1A所示的第一实施方式的加热灯1设为实施例1。即，加热灯1设置有形成于发光管10的外壁面上的反射膜31a。更详细而言，如下所述。

发光管10为圆筒形状，将X方向(管轴方向)上的长度设为520mm，内径设为8mm。将发光管10的对从收纳于发光管10内的灯丝11射出的光的透过率设为94％。

将收纳于发光管10内的灯丝11的X方向(管轴方向)上的长度设为510mm，卷绕的直径设为1mm。另外，将第一卷绕部11a的卷绕间距设为8mm，第二卷绕部11b的卷绕间距设为27mm。

将反射膜31a的对从灯丝11射出的光的反射率设为80％。如图1A所示，反射膜31a以跨越在发光管10的-X方向上的端部侧配置的第一卷绕部11a、在中央部侧配置的第二卷绕部11b以及在+X方向上的端部侧配置的第一卷绕部11a的方式配置。

照度观测位置设为在Z方向上与发光管10分离了60mm的位置。

(实施例2)

将图2A所示的第二实施方式的加热灯1设为实施例2。即，加热灯1设置有形成于发光管10的内壁面上的反射膜31b。关于该反射膜31b，也与实施例1的反射膜31a同样地形成为以发光管10的中央为原点而跨越在-X方向上的端部侧配置的第一卷绕部11a、在中央部侧配置的第二卷绕部11b以及在+X方向上的端部侧配置的第一卷绕部11a。

除了设置有反射膜31b来替代反射膜31a这一点以外，与实施例1共通。

(实施例3)

将图3A所示的第二实施方式的加热灯1设为实施例3。即，加热灯1设置有形成于发光管10的外壁面上的反射膜31a和形成于内壁面上的反射膜31b。该反射膜31a与实施例1的反射膜31a同样且反射膜31b与实施例2的反射膜31b同样地形成为以发光管10的中央为原点而跨越在-X方向上的端部侧配置的第一卷绕部11a、在中央部侧配置的第二卷绕部11b以及在+X方向上的端部侧配置的第一卷绕部11a。

除了在反射膜31a之外还设置有反射膜31b这一点以外，与实施例1共通。

(参考例1)

将除了实施例2以外还具备反射板120的结构设为参考例1。反射膜31b的形成方法与实施例2相同。

(比较例1)

将相对于实施例1的结构不具备反射膜31a的、图9所示的以往的加热灯100设为比较例1。若除去不具备反射膜31a这一点，则其他的条件与实施例1共通。

(比较例2)

将在比较例1的加热灯100中具备反射板120的结构设为比较例2。需要说明的是，将反射板120的对从灯丝103射出的光的反射率设为80％。另外，将发光管101与反射板120的Z方向上的分离距离设为10mm。

(结果)

图5是用以工件(21、111)的中央部处的光强度为基准时的相对值来表示上述实施例1～3、比较例1～2以及参考例1的各加热灯(1、100)的模拟结果的座标图。即，图5是分别对于实施例1～3、比较例1～2以及参考例1，利用将工件(21、111)的中央部的光强度设为100％时的相对值来进行座标化而得到的图。

根据图5所示的结果可知，在图3A所示的在发光管10的外壁面上和内壁面上这两侧形成有反射膜(31a、31b)的结构(实施例3)中，相对于工件21的中央部侧，端部侧的光强度的相对值最高，接着，在图2A所示的在发光管10的内壁面上形成有反射膜31b的结构(实施例2)中，相对于工件21的中央部侧，端部侧的光强度的相对值高。另外可确认，关于图1A所示的在发光管10的外壁面上形成有反射膜31a的结构(实施例1)，虽然与实施例2及实施例3相比端部侧的光强度的相对值低，但与比较例1及比较例2相比所述相对值高。

需要说明的是，参考例1与实施例3的结果不同，与实施例2相比端部侧的光强度的相对值变低。反射膜31b的反射率不是100％(在该例子中为80％)，所以从发光管10射出的光的一部分会透过反射膜31b。在参考例1的情况下，该光朝向反射板120行进，在由反射板120反射后再次透过反射膜31b并向工件21行进。也就是说，与比较例2同样，由反射板120反射的光在到达工件21之前扩展，也会照射到端部侧以外的区域。因此，在参考例1中，若与实施例2进行比较，端部侧相对于中央部侧的照度下降。

在实施例3的情况下，透过反射膜31b的光朝向发光管10的外壁面上的反射膜31a行进，在由反射膜31a反射后再次透过反射膜31b并向工件21行进。也就是说，与由反射板120反射的光相比，如第一实施方式所示那样，由反射膜31a反射的光在到达工件21之前不会在大范围内扩展地进行照射。因此，在实施例3中，若与实施例2进行比较，端部侧相对于中央部侧的照度上升。

由图5所示的结果可知，与未形成反射膜(31a、31b)的仅有加热灯的结构即比较例1、不具备反射膜(31a、31b)而仅配置有反射板120的比较例2相比，在发光管10的壁面形成有反射膜(31a、31b)的各实施例的以工件(21、111)的中央部侧的光强度为基准时的工件(21、111)的端部侧的光强度的相对值变大。

并且，关于上述实施例1～3的各加热灯(1、100)的相对于工件(21、111)的中央部侧的加热温度差的模拟结果，相对于作为以往结构的比较例2的结果的30℃，实施例1为11℃，实施例2为2℃，实施例3为1℃。因此，根据实施例1～3的结构，与以往结构相比，能够减小工件(21、111)的中央部侧与工件(21、111)的端部侧的加热温度差，能够使工件(21、111)表面上的加热温度均匀化。

[其他实施方式]

以下，对其他实施方式进行说明。

<1>在上文参照图1A等说明的发光管10也可以在朝向工件21射出光的区域配置将工件21的加热所不需要的红外光以外的光遮蔽的遮蔽件。

<2>发光管10也可以是沿管轴方向(X方向)延伸的灯丝11在与X方向不同的方向(例如Y方向)上排列多根而构成。

<3>在本发明中，工件21只要是被从灯丝11射出的光加热的对象物，则工件21是任意的。

<4>如图5所示，可知在参考例1中，工件21上的光强度的相对值也变高。另外，通过设置反射板120，还具有能够将透过反射膜31b并向发光管10的外侧行进的一部分的光有效地活用于工件21的加热的效果。即，本发明涉及的加热灯1具备反射膜31a或反射膜31b以实现工件21的表面上的加热温度的均匀化即可，不一定排除另外具备反射板120的结构。

<5>在上述各实施方式中，对反射膜31a及/或反射膜31b从灯丝11的一端部跨及另一端部而形成的情况进行了说明。但是，反射膜31a及/或反射膜31b以至少跨越在-X方向上的端部侧配置的第一卷绕部11a、在中央部侧配置的第二卷绕部11b、在+X方向上的端部侧配置的第一卷绕部11a的方式形成即可。

Claims (4)

1.一种加热灯，其特征在于，具备：

发光管，对光显示透过性；

灯丝，包括位于所述发光管的端部侧的第一卷绕部和与所述第一卷绕部相比位于所述发光管的中央部侧且以比所述第一卷绕部的卷绕密度低的密度卷绕的第二卷绕部而构成；以及

反射膜，形成于从所述发光管的管轴方向观察时的所述发光管的壁面的一部分，

所述反射膜形成于所述发光管的内壁面侧和外壁面侧这两侧，

在所述发光管的沿径向的截面中，形成于所述发光管的外壁面侧的所述反射膜在以管轴为中心的圆周上所跨及的中心角大于形成于所述发光管的内壁面侧的所述反射膜在以管轴为中心的圆周上所跨及的中心角。

2.根据权利要求1所述的加热灯，其特征在于，

所述反射膜从所述灯丝的一端部跨及另一端部而形成。

3.根据权利要求1或2所述的加热灯，其特征在于，

所述反射膜在所述发光管的端部侧的壁面上沿周向延伸的长度比所述反射膜在所述发光管的中央部侧的壁面上沿周向延伸的长度长。

4.根据权利要求1或2所述的加热灯，其特征在于，

所述反射膜具有在所述发光管的端部侧的壁面上沿周向延伸的长度从所述发光管的端部侧朝向中央部侧逐渐变短的区域。