JP2008159556A

JP2008159556A - ヒーターランプ

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

【課題】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。
【解決手段】カーボンコイル体２の両端の直線部外周に帯状金属板３０を折り曲げ、押し潰して取り付けるとともに、帯状金属板３０の一部を直線状に延長して内部リード線３１との接続部（舌片３６）を形成し、内部リード線３１をモリブデン箔３２を介して外部リード線３３に接続して端子３を構成し、モリブデン箔３２の箇所にて石英ガラス管４を加熱圧着して該石英ガラス管４内にカーボンコイル体２を封入するようにした。また帯状金属板３０のカーボンコイル体２と接する面に波状の凹凸部３７を形成した。
【選択図】図２

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。

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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

＜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。

＜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。

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。

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。

＜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。

＜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。

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。

＜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。

次に図６に基づき、本発明の他の実施形態を説明する。

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。

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。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。端子の製造工程を示す概略図。炭素繊維撚糸を示す斜視図。石英ガラス管と碍子との関係を示す斜視図。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。

符号の説明

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

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。
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。