JP2008159556A

JP2008159556A - Heater lamp

Info

Publication number: JP2008159556A
Application number: JP2006357379A
Authority: JP
Inventors: Kiyohiro Mihara; 清宏三原
Original assignee: AUN KK
Current assignee: AUN KK
Priority date: 2006-12-25
Filing date: 2006-12-25
Publication date: 2008-07-10

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily mount a terminal and to surely fix the mounted terminal to a carbon coil body. <P>SOLUTION: Strip metal plates 30 are bent, crushed and mounted to the straight line portion outer peripheries of both ends of the carbon coil body 2. A part of each strip metal plate 30 is extended straight to form a connection part (a tongue piece 36) to an internal lead wire 31, and the internal lead wire 31 is connected to an external lead wire 33 through molybdenum foil 32 to constitute the terminal 3. A quartz glass tube 4 is heated and crimped at a part of the molybdenum foil to seal the carbon coil body 2 in the quartz glass tube 4. A corrugated uneven part 37 is formed at a surface, abutting on the carbon coil body 2, of the strip metal plate 30. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ヒーターランプに関するもので、特に発熱体として炭素繊維糸をコイル状に巻き上げたヒーターランプの端子に関する。 The present invention relates to a heater lamp, and more particularly to a heater lamp terminal in which carbon fiber yarns are coiled up as a heating element.

従来より、ヒーターランプの発熱体として、棒状の固形カーボンを用いたものやフェルト状カーボンを用いたものが知られている。これらはいずれも石英ガラス管内に固形カーボンまたはフェルト状カーボンを挿入して両端の端子部で石英ガラス管を圧着封止し、端子部へ導通することで固形カーボンまたはフェルト状カーボンを発熱するものである（特許文献１，２）。これらの端子は、固形カーボンの両端にコイル状線材を巻き付けて構成したり、フェルト状カーボンの両端にリード棒の一部を埋設して構成している。
特開２００１−３５６３８号公報特開２００２−１７０６５３号公報 Conventionally, as a heating element of a heater lamp, one using rod-like solid carbon or one using felt-like carbon is known. In either case, solid carbon or felt-like carbon is inserted into the quartz glass tube, the quartz glass tube is crimped and sealed at the terminal portions at both ends, and the solid carbon or felt-like carbon is heated by conduction to the terminal portions. (Patent Documents 1 and 2). These terminals are configured by winding a coiled wire around both ends of solid carbon, or by embedding part of a lead bar at both ends of felt-like carbon.
JP 2001-35638 A JP 2002-170653 A

しかしながら、固形カーボンを用いたものは可撓性がなく、直管以外の各種形状のヒーターランプを製作することができない問題があり、フェルト状カーボンを用いたものは繊維の密度が不均一であって、発熱分布が不均等となって正確な温度コントロールが困難であるほか、同一の仕様を有するものであっても、その特性について電力差が生じるなどの問題がある。 However, those using solid carbon are not flexible, and there is a problem that heater lamps of various shapes other than straight pipes cannot be manufactured. Those using felt-like carbon have non-uniform fiber density. As a result, heat distribution is uneven and accurate temperature control is difficult, and there is a problem that even if they have the same specifications, there is a power difference in their characteristics.

このような問題点に鑑みて、本出願人は炭素繊維糸を複数本撚り合わせてカーボン体とし、このカーボン体をコイル状に形成して発熱体を構成したヒーターランプを平成１８年２月２７日に特許出願した。本発明は、前記特許出願にかかるヒーターランプの端子の改良に関するもので、端子の取り付けが簡単で、しかも取り付けた端子はカーボンコイル体に確実に固定されるようにしたことを目的とする。 In view of such a problem, the present applicant twisted a plurality of carbon fiber yarns into a carbon body, and formed a heating element by forming the carbon body into a coil shape to form a heating element. The patent application was filed on the day. The present invention relates to an improvement of a terminal of a heater lamp according to the patent application, and an object of the present invention is to make it easy to attach the terminal and to securely fix the attached terminal to the carbon coil body.

上記のような目的を達成するために、本発明のヒーターランプは、石英ガラス管の内部に炭素繊維糸をコイル状に巻き上げてなるカーボンコイル体を配置したヒーターランプにおいて、前記カーボンコイル体の両端の直線部外周に帯状金属板を折り曲げ、押し潰して取り付けるとともに、前記帯状金属板の一部を直線状に延長して内部リード線との接続部を形成し、前記内部リード線をモリブデン箔を介して外部リード線に接続して端子を構成し、前記モリブデン箔の箇所にて前記石英ガラス管を加熱圧着して該石英ガラス管内に前記カーボンコイル体を封入するようにしたことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the heater lamp of the present invention is a heater lamp in which a carbon coil body formed by winding a carbon fiber yarn in a coil shape is disposed inside a quartz glass tube, and both ends of the carbon coil body are arranged. A band-shaped metal plate is bent and crushed and attached to the outer periphery of the straight line portion, and a part of the band-shaped metal plate is linearly extended to form a connection portion with the internal lead wire, and the internal lead wire is made of molybdenum foil. A terminal is formed by connecting to an external lead wire, and the quartz glass tube is heated and pressure-bonded at the location of the molybdenum foil to enclose the carbon coil body in the quartz glass tube. Is.

また本発明のヒーターランプは、前記帯状金属板がカーボンコイル体と接する面に波状の凹凸部を形成したことを特徴とするものである。 The heater lamp of the present invention is characterized in that a corrugated uneven portion is formed on a surface of the belt-shaped metal plate in contact with the carbon coil body.

上記構成のヒーターランプによればカーボンコイル体の両端の直線部外周に帯状金属板を折り曲げ、押し潰して取り付けることで端子を構成し、しかもカーボンコイル体に接する帯状金属板の面に波状の凹凸部を形成したので、凸部がカーボンコイル体に食い込み、取り付けた端子はカーボンコイル体に確実に固定される。 According to the heater lamp having the above configuration, the band metal plate is bent on the outer periphery of the linear portion at both ends of the carbon coil body, and the terminal is configured by being crushed and attached to the surface of the band metal plate in contact with the carbon coil body. Since the portion is formed, the convex portion bites into the carbon coil body, and the attached terminal is securely fixed to the carbon coil body.

以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施の形態について説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

＜イ＞ヒーターランプ
ヒーターランプ１は、コイル状のカーボンコイル体（発熱体）２、左右の端子３及びこれらを封入する石英ガラス管４等で構成される（図１参照）。カーボンコイル体２は、炭素繊維撚糸２０をコイル状に巻き上げたものである。炭素繊維撚糸２０は、図４に示すように例えばポリアクリロニトリルを原料とするＰＡＮ系炭素繊維素線２１を多数束ねて炭素繊維糸２２とし、この炭素繊維糸２２を複数本撚り合わせて構成される。<A> Heater lamp The heater lamp 1 includes a coiled carbon coil body (heating element) 2, left and right terminals 3, and a quartz glass tube 4 enclosing them (see FIG. 1). The carbon coil body 2 is obtained by winding a carbon fiber twisted yarn 20 into a coil shape. As shown in FIG. 4, the carbon fiber twisted yarn 20 is formed by bundling a number of PAN-based carbon fiber strands 21 made of, for example, polyacrylonitrile as a carbon fiber yarn 22 and twisting a plurality of the carbon fiber yarns 22 together. .

＜ロ＞端子
端子３は、折り曲げ可能な導電性の帯状金属板３０、帯状金属板３０の一部と接続する内部リード線３１、内部リード線３１と外部リード線３３とを接続するモリブデン箔３２とで構成される（図１、図２参照）。帯状金属板３０は、図３（Ｂ）に示すように両側の垂直部３４、舌片３６、波状の凹凸部３７などが形成されている。<B> Terminal The terminal 3 includes a bendable conductive strip metal plate 30, an internal lead wire 31 connected to a part of the strip metal plate 30, and a molybdenum foil 32 connecting the internal lead wire 31 and the external lead wire 33. (See FIGS. 1 and 2). As shown in FIG. 3B, the band-shaped metal plate 30 is formed with vertical portions 34, tongue pieces 36, wavy uneven portions 37, and the like on both sides.

この端子３をカーボンコイル体２に取り付けるには、先ず図３（Ａ）に示すように帯状金属板３０を例えばＴ字形に形成し、両側を垂直に折り曲げるとともに一部に切込み３５を入れ、さらに波状の凹凸部３７を形成しておく（図３（Ｂ））。垂直に折り曲げた箇所の底面３８にカーボンコイル体２の直線部２ａを載せ、波状凹凸部３７がカーボンコイル体２の外周に接するように折り曲げていく（図３（Ｂ）、（Ｃ））。切込み３５を入れたところを折り曲げることで舌片３６が形成される。舌片３６は特許請求範囲の接続部に相当する。そのまま波状凹凸部３７をカーボンコイル体２に押し付けて凸部を食い込ませ、その上に両側の垂直折曲部３４をさらに折り曲げながら押し付けて波状凹凸部３７を確実にカーボンコイル体２に圧着させる。
その後、舌片３６に内部リード線３１をスポット溶接８し、内部リード線３１の他端をモリブデン箔３２にスポット溶接８し、モリブデン箔３２に外部リード線３３をスポット溶接８して内部リード線３１と外部リード線３３を接続する（図３（Ｄ））。
このようにしてカーボンコイル体２の一端に端子３が取り付けられた状態を図２に示す（図では内部リード線３１、モリブデン箔３２、外部リード線３３の箇所で石英ガラス管４を押しつぶしてカーボンコイル体２を封入している）。この端子３をカーボンコイル体２の左右両端の直線部２ａに取り付ける。In order to attach the terminal 3 to the carbon coil body 2, first, as shown in FIG. 3A, a belt-like metal plate 30 is formed in, for example, a T shape, both sides are bent vertically and a cut 35 is made in a part thereof. A wave-shaped uneven portion 37 is formed (FIG. 3B). The straight portion 2a of the carbon coil body 2 is placed on the bottom surface 38 of the vertically bent portion, and is bent so that the wavy uneven portion 37 is in contact with the outer periphery of the carbon coil body 2 (FIGS. 3B and 3C). The tongue piece 36 is formed by bending the cut portion 35. The tongue piece 36 corresponds to a connecting portion in claims. The wavy uneven portion 37 is pressed against the carbon coil body 2 as it is to bite the convex portion, and the vertical bent portions 34 on both sides are further bent and pressed onto the carbon coil body 2 to securely press the wavy uneven portion 37 to the carbon coil body 2.
Thereafter, the internal lead wire 31 is spot welded 8 to the tongue piece 36, the other end of the internal lead wire 31 is spot welded 8 to the molybdenum foil 32, and the external lead wire 33 is spot welded 8 to the molybdenum foil 32 and the internal lead wire is connected. 31 and the external lead wire 33 are connected (FIG. 3D).
A state in which the terminal 3 is attached to one end of the carbon coil body 2 in this way is shown in FIG. 2 (in the figure, the quartz glass tube 4 is crushed at the locations of the internal lead wire 31, the molybdenum foil 32, and the external lead wire 33 to form carbon. The coil body 2 is enclosed). The terminals 3 are attached to the straight portions 2a at the left and right ends of the carbon coil body 2.

このような端子３の帯状金属板３０は、プレス加工等で１枚の金属板から製作することができ、また本例のように切込み３５を入れることによって、折り曲げたとき内部リード線３１に接続するための舌片３６が形成されるので便利である。 Such a band-like metal plate 30 of the terminal 3 can be manufactured from a single metal plate by pressing or the like, and is connected to the internal lead wire 31 when bent by making a notch 35 as in this example. This is convenient because a tongue piece 36 is formed.

＜ハ＞石英ガラス管
石英ガラス管４は、カーボンコイル体２を真空状態または不活性ガス雰囲気中で封入するための密閉容器である。石英ガラス管４は筒状に形成され、内部にカーボンコイル体２を収容するに十分な大きさとなっている。
カーボンコイル体２は、可撓性があって変形自在のため、石英ガラス管４の各種形状に沿って挿着することができ、例えば石英ガラス管４を折り曲げて環状（馬蹄形、楕円形、円形、オメガ形など）、コの字形などに屈曲させ、この屈曲した石英ガラス管４にカーボンコイル体２を挿着し、各種形状のヒーターランプ１を構成することができる。<C> Quartz glass tube The quartz glass tube 4 is a sealed container for enclosing the carbon coil body 2 in a vacuum state or in an inert gas atmosphere. The quartz glass tube 4 is formed in a cylindrical shape and is large enough to accommodate the carbon coil body 2 therein.
Since the carbon coil body 2 is flexible and can be deformed, it can be inserted along various shapes of the quartz glass tube 4. For example, the quartz glass tube 4 is bent to form an annular shape (horse-shoe shape, elliptical shape, circular shape). , Omega type, etc.), and the carbon coil body 2 is inserted into the bent quartz glass tube 4 to form heater lamps 1 of various shapes.

＜ニ＞ヒーターランプの製造
先ず、炭素繊維糸２２を複数本撚り合わせて炭素繊維撚糸２０をつくり、これを液状樹脂等に浸して硬化させた後、コイリングし、所定のコイル径、コイル長を有するカーボンコイル体２をつくっておく。また、図３（Ｂ）に示すように折曲部３４、切り込み３５、舌片３６、凹凸部３７及び底面３８を有する帯状金属板３０をつくっておく。
前記したようにカーボンコイル体２の一端の直線部２ａを底面３８に載せ、凹凸部３７がカーボンコイル体２を押し付けるように帯状金属板３０を折り曲げ、さらに折曲部３４を押し付けてカーボンコイル体２の一端に端子３を取り付ける。舌片３６に内部リード線３１の一端をスポット溶接８し、他端をモリブデン箔３２にスポット溶接８し、モリブデン箔３２に外部リード線３３をスポット溶接８する。カーボンコイル体２の他端２ａも同様にする。<D> Manufacture of heater lamp First, a plurality of carbon fiber yarns 22 are twisted together to make carbon fiber twisted yarn 20, which is immersed in a liquid resin and cured, and then coiled to obtain a predetermined coil diameter and coil length. A carbon coil body 2 is prepared. Further, as shown in FIG. 3B, a band-shaped metal plate 30 having a bent portion 34, a cut 35, a tongue piece 36, an uneven portion 37 and a bottom surface 38 is prepared.
As described above, the linear portion 2 a at one end of the carbon coil body 2 is placed on the bottom surface 38, the band-shaped metal plate 30 is bent so that the concave and convex portion 37 presses the carbon coil body 2, and the bent portion 34 is further pressed to the carbon coil body. A terminal 3 is attached to one end of 2. One end of the internal lead wire 31 is spot-welded 8 to the tongue piece 36, the other end is spot-welded 8 to the molybdenum foil 32, and the external lead wire 33 is spot-welded 8 to the molybdenum foil 32. The same applies to the other end 2a of the carbon coil body 2.

このように左右両端に端子３を取り付けたカーボンコイル体２を、両端開きの石英ガラス管４内に挿入し、石英ガラス管４の両端を加熱プレスし、モリブデン箔３２の箇所で圧着封止４１する。
外部リード線３３を碍子５を介して電気コード６に接続しながら、封止部４１を碍子５の溝５１に差し込んで（図５）、直管状のヒーターランプ１が製造される。なお図５ではモリブデン箔３２、外部リード線３３を省略している。内部リード線３１と外部リード線３３はモリブデン箔３２の略中央に接続されているので、カーボンコイル体２と端子３とが中心軸上を一直線に並ぶように配置される。
カーボンコイル体２は、空気中で発熱させると燃えてしまうため、石英ガラス管４の内部を真空にした状態でカーボンコイル体２を収納するか、あるいは石英ガラス管４の内部を不活性ガスで置換する。The carbon coil body 2 having the terminals 3 attached to the left and right ends as described above is inserted into the quartz glass tube 4 which is open at both ends, both ends of the quartz glass tube 4 are heated and pressed, and the pressure sealing 41 is performed at the location of the molybdenum foil 32. To do.
While connecting the external lead wire 33 to the electric cord 6 via the insulator 5, the sealing portion 41 is inserted into the groove 51 of the insulator 5 (FIG. 5), and the straight tubular heater lamp 1 is manufactured. In FIG. 5, the molybdenum foil 32 and the external lead wire 33 are omitted. Since the internal lead wire 31 and the external lead wire 33 are connected to the approximate center of the molybdenum foil 32, the carbon coil body 2 and the terminal 3 are arranged so as to be aligned on the central axis.
Since the carbon coil body 2 burns when it generates heat in the air, the carbon coil body 2 is accommodated in a state where the inside of the quartz glass tube 4 is evacuated, or the inside of the quartz glass tube 4 is filled with an inert gas. Replace.

＜ホ＞作用
この端子３を両端に取り付けたヒーターランプ１に通電すると、外部リード線３３、モリブデン箔３２、内部リード線３１、舌片３６、帯状金属板３０を介してカーボンコイル体２に電流が流れ、カーボンコイル体２が発熱する。カーボンコイル体２が、炭素繊維糸２２を複数本撚り合わせた撚糸よりなるため、カーボンコイル体２には電流が均一に流れ、その表面全域において均一に高い発熱効率が得られる。<E> Action When the heater lamp 1 having both terminals 3 attached to both ends is energized, a current is supplied to the carbon coil body 2 via the external lead wire 33, the molybdenum foil 32, the internal lead wire 31, the tongue piece 36, and the belt-like metal plate 30. Flows and the carbon coil body 2 generates heat. Since the carbon coil body 2 is made of a twisted yarn in which a plurality of carbon fiber yarns 22 are twisted together, a current flows uniformly through the carbon coil body 2 and a high heat generation efficiency is obtained uniformly over the entire surface.

次に図６に基づき、本発明の他の実施形態を説明する。 Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

本例は、細長い棒状ガラス体７の表面にカーボンコイル体２を巻き付けて発熱体を形成し、その両端のカーボンコイル体２の直線部２ａと棒状ガラス体７の小径部７ａとを、前記と同様の手順でもって帯状金属板３０で押圧し、前記したように凹凸部３７がカーボンコイル体２の表面に食い込むようにして端子３を構成している。
このように左右両端に端子３を取り付けた発熱体を、両端開きの石英ガラス管４内に挿入し、モリブデン箔３２の箇所で石英ガラス管４を加熱圧着４１し、カーボンコイル体２を内蔵したヒーターランプ１を製造する。
棒状ガラス体７を用いた場合は、カーボンコイル体２を石英ガラス管４の中心に配置することができ、カーボンコイル体２が石英ガラス管４の内側に接触したりして石英ガラス管４の温度が局部的に上昇するなどの問題がない。In this example, the carbon coil body 2 is wound around the surface of the elongated rod-shaped glass body 7 to form a heating element. The terminal 3 is configured in such a manner that it is pressed by the belt-shaped metal plate 30 in the same procedure, and the uneven portion 37 bites into the surface of the carbon coil body 2 as described above.
The heating element having the terminals 3 attached to the left and right ends in this manner is inserted into the quartz glass tube 4 that is open at both ends, and the quartz glass tube 4 is thermocompression-bonded 41 at the location of the molybdenum foil 32 to incorporate the carbon coil body 2. The heater lamp 1 is manufactured.
When the rod-shaped glass body 7 is used, the carbon coil body 2 can be arranged at the center of the quartz glass tube 4, and the carbon coil body 2 is brought into contact with the inside of the quartz glass tube 4. There is no problem such as a local rise in temperature.

カーボンコイル体を石英ガラス管に封入したヒーターランプを示す概略図。Schematic which shows the heater lamp which enclosed the carbon coil body in the quartz glass tube. カーボンコイル体に端子が取り付けられた状態を示す斜視図。The perspective view which shows the state in which the terminal was attached to the carbon coil body. 端子の製造工程を示す概略図。Schematic which shows the manufacturing process of a terminal. 炭素繊維撚糸を示す斜視図。The perspective view which shows carbon fiber twisted yarn. 石英ガラス管と碍子との関係を示す斜視図。The perspective view which shows the relationship between a quartz glass tube and an insulator. 他のカーボンコイル体を石英ガラス管に封入したヒーターランプを示す概略図。Schematic which shows the heater lamp which enclosed other carbon coil bodies in the quartz glass tube.

符号の説明Explanation of symbols

１・・・・ヒーターランプ
２・・・・カーボンコイル体
３・・・・端子
３０・・・帯状金属板
３１・・・内部リード線
３２・・・モリブデン箔
３３・・・外部リード線
３４・・・折曲部
３５・・・切り込み
３６・・・舌片
３７・・・凹凸部
３８・・・底面
４・・・・石英ガラス管
４１・・・封止部
７・・・・棒状ガラス体DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heater lamp 2 ... Carbon coil body 3 ... Terminal 30 ... Band-shaped metal plate 31 ... Internal lead wire 32 ... Molybdenum foil 33 ... External lead wire 34 ··· Bending portion 35 ··· notch 36 ··· tongue piece 37 ··· concave portion 38 ··· bottom surface 4 ··· quartz glass tube 41 ··· sealing portion 7 ··· rod glass body

Claims

石英ガラス管の内部に炭素繊維糸をコイル状に巻き上げてなるカーボンコイル体を配置したヒーターランプにおいて、
前記カーボンコイル体の両端の直線部外周に帯状金属板を折り曲げ、押し潰して取り付けるとともに、前記帯状金属板の一部を直線状に延長して内部リード線との接続部を形成し、
前記内部リード線をモリブデン箔を介して外部リード線に接続して端子を構成し、
前記モリブデン箔の箇所にて前記石英ガラス管を加熱圧着して該石英ガラス管内に前記カーボンコイル体を封入するようにしたことを特徴とする、ヒーターランプ。In a heater lamp in which a carbon coil body is formed by winding a carbon fiber yarn in a coil shape inside a quartz glass tube,
Folding and crushing the strip-shaped metal plate around the straight portion outer periphery of both ends of the carbon coil body, and extending a part of the strip-shaped metal plate in a straight line to form a connection portion with an internal lead wire,
The internal lead wire is connected to the external lead wire via a molybdenum foil to constitute a terminal,
A heater lamp, wherein the quartz glass tube is heated and pressure-bonded at the molybdenum foil to enclose the carbon coil body in the quartz glass tube.

請求項１に記載するヒーターランプにおいて、前記帯状金属板がカーボンコイル体と接する面に波状の凹凸部を形成したことを特徴とする、ヒーターランプ。 2. The heater lamp according to claim 1, wherein the band-shaped metal plate has a wavy uneven portion formed on a surface thereof in contact with the carbon coil body.