(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光管と、該発光管内に配置された複数のフィラメントと、前記フィラメントの各々両端に接続されると共に、各フィラメントが管軸に沿って並ぶようにフィラメントを支持するリード線とを備え、前記フィラメントは独立して給電されてなるフィラメントランプにおいて、
前記発光管内に、リード線が隣接して配置されているフィラメントを収容する絶縁管を配設し、隣接配置されたリード線を該絶縁管と発光管の間に配置してフィラメントと隣接リード線とを電気的に絶縁し、該絶縁管にはフランジを設けて、該フランジの外周に開口を形成し、前記リード線を該開口内に挿入して係合させたことを特徴とするフィラメントランプ。
【請求項２】
前記絶縁管は、隣接する他の絶縁管とは間隔を持って配置されており、該間隔内でフィラメントからのリード線が、前記隣接する他の絶縁管のフランジの開口を経て該他の絶縁管の外周に導かれていることを特徴とする請求項１に記載のフィラメントランプ。
【請求項３】
前記フランジが、前記絶縁管の両端部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のフィラメントランプ。
【請求項４】
前記開口が、前記フランジの円周上で複数形成されていることを特徴とする請求項１に記載のフィラメントランプ。
【請求項５】
前記フランジの開口は、その円周上の位置が、他の絶縁管のフランジの開口と同一直線上に並ぶように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のフィラメントランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、フィラメントランプに関するものであり、特に、発光管の内部に複数のフィラメントを備え、各フィラメントがそれぞれ独立して給電されるフィラメントランプに係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハの加熱や太陽電池製造過程での加熱、又は液晶の加熱処理などにフィラメントランプが用いられており、被処理物の温度分布を均一にするために、特開２００８−３０００７７号公報（特許文献１）には、１本の発光管内に独立に給電可能な複数のフィラメントを具備したフィラメントランプが提案されている。
このフィラメントランプでは、フィラメントごとに入力する電力を変えることができるので、全体として高均一な温度分布になるように調整することができるという利点がある。
【０００３】
特許文献１の技術を図６（Ａ）（Ｂ）を参照して説明する。なお（Ａ）はランプを部分的に示す斜視説明図であり、（Ｂ）はそのＱ−Ｑ断面図である。
通常、石英ガラス管よりなる発光管９０の内部には、例えば３本のフィラメント９１、９２、９３が各々の軸が同一直線上に並ぶように並んで配置されている。
これらのフィラメント９１、９２、９３にはそれぞれリード線９１ａ、９１ｂ、９２ａ、９２ｂ、９３ａ、９３ｂが接続され、発光管９０の両端のシール部（不図示）に導かれており、同様に図示しない給電装置に個別に接続されていて、各フィラメント９１、９２、９３は、互いに独立して個別に給電される。
【０００４】
そして、前記フィラメントと、これに隣接して配置されるリード線との間での放電を防止するために、発光管９０内には石英ガラス管からなる絶縁管９４が配置されていて、前記フィラメント９１、９２、９３は、該絶縁管９４の内部に収容されている。
そして、該絶縁管９４の外周には、管軸方向と平行に延びる溝９５ａ、９５ｂ、９５ｃが形成されている。
また、各フィラメント９１、９２、９３の長さ方向における端部の領域に対応して、各溝９５ａ、９５ｂ、９５ｃ内に開口する貫通穴９６ａ、９６ｂ、９６ｃが形成されており、各フィラメント９１、９２、９３の端部に接続されたリード線９１ａ、９１ｂ、９２ａ、９２ｂ、９３ａ、９３ｂが、この貫通孔９６ａ、９６ｂ、９６ｃから絶縁管９４の外部に導出され、各溝９５ａ、９５ｂ、９５ｃ内に延在するように配置され、フィラメントに対して絶縁を図る構造となっている。
例えば、フィラメント９１のリード線９１ｂが貫通孔９６ａから絶縁管９４の外部に導出されて、溝９５ａ内を軸方向に延びるように配置されている。
【０００５】
このようにすることで、フィラメントとリード線との絶縁が図れるとともに、リード線が熱で膨張したときも、絶縁管と発光管の間で溝内において周方向及び半径方向の移動が規制されるようになり、リード線の移動を最小限に留め、リード線の変形が生じにくい、フィラメントランプとすることができるというものである。
【０００６】
しかしながら、当該従来技術においては、フィラメント９１、９２、９３を覆う絶縁管９４の外周面に溝９５ａ、９５ｂ、９５ｃを形成するという構造であるため、該絶縁管９４は、本来の絶縁機能を担保するという観点から、溝９５ａ、９５ｂ、９５ｃの分だけ肉厚にする必要がある。このように絶縁管９４を肉厚にすると、フィラメント９１、９２、９３からの放射光がこれを通過する間に減衰する度合いが増加してしまい、透過効率が悪くなるという問題が生じてきている。
そして、絶縁管９４に貫通孔９６ａ、９６ｂ、９６ｃを形成してリード線を絶縁管の外部に導出する構造であるので、そのリード線の配線作業が極めて煩雑となっている。
また、フィラメント数が増えた場合には絶縁管に軸方向に長い多数の溝を形成しなければならないため、その加工作業が一層煩雑となり生産性が乏しくなり、かつ、絶縁管の強度も減少するという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−３０００７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて、発光管内に配置された複数のフィラメントと、該フィラメントの各々両端に接続されると共に、各フィラメントが管軸に沿って並ぶようにフィラメントを支持するリード線とを備え、前記フィラメントは独立して給電されるフィラメントランプにおいて、前記フィラメントとリード線を絶縁する絶縁管を配置しても、フィラメントからの放射光の減衰が少なくて透過効率が良好であり、かつ前記リード線の配線構造が簡単であり、絶縁管の強度を損なうことがないような構造を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、この発明では、前記発光管内に、リード線が隣接して配置されているフィラメントに、該フィラメントを収容する絶縁管を配設し、前記リード線を発光管と絶縁管の間に配置して、フィラメントと隣接リード線とを電気的に絶縁し、該絶縁管にはフランジを設けて、該フランジの外周に開口を形成し、前記リード線を該開口内に挿入して係合させたことを特徴とする。
また、前記絶縁管は、隣接する他の絶縁管とは間隔を持って配置されており、該間隔内でフィラメントからのリード線が、前記隣接する他の絶縁管のフランジの開口を経て該他の絶縁管の外周に導かれていることを特徴とする。
また、前記フランジが、前記絶縁管の両端部に設けられていることを特徴とする。
また、前記開口が、前記フランジの円周上で複数形成されていることを特徴とする。
更に、前記フランジの開口は、その円周上の位置が、他の絶縁管のフランジの開口と同一直線上に並ぶように形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、リード線が隣接して配置されたフィラメント毎に絶縁管を被覆し、該絶縁管にフランジを設けて、該フランジの外周に開口を形成し、前記リード線を該開口に挿入係合するようにしたので、絶縁管の取り付けが簡単であると共に、絶縁管にリード線配設用の溝を形成することもないので、絶縁管の厚さを小さくできて放射光の減衰を極力小さく抑えることができるという効果を奏する。
また、絶縁管内のフィラメントからのリード線は、絶縁管間の間隔から導出して、他の絶縁管の外周に配置されるので、絶縁管にリード線導出用の貫通孔を設ける必要もなく、それだけ絶縁管の構造が簡単になり、かつリード線の配置作業の簡略化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るフィラメントランプの断面図。
【図２】図１の部分斜視図。
【図３】本発明の絶縁管の製造方法の説明図。
【図４】本発明の絶縁管の他の製造方法の説明図。
【図５】本発明の他の実施例のフィラメントランプの断面図
【図６】従来技術の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１（Ａ）は、本発明のフィラメントランプの断面図であり、図１（Ｂ）はそのＰ−Ｐ断面図である。
図において、石英ガラスよりなる発光管１０の内部には、軸方向に並ぶ第１、２、３のフィラメント１１、１２、１３が配置されている。これら第１〜３のフィラメント１１、１２、１３における両端には、それぞれリード線１１ａ、１１ｂ、リード線１２ａ、１２ｂ及びリード線１３ａ、１３ｂが接続されている。
この実施例においては、これらの第１〜３のフィラメント１１、１２、１３のリード線１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂはそれぞれ発光管１０の両端のシール部１０ａ及びシール部１０ｂ方向に延びている。そして該シール部においてそれぞれ金属箔１５１、１５２、１５３を介してシールされていて、外部リード線を介して第１、２、３の給電装置３１、３２、３３にそれぞれ接続されている。
すなわち、各フィラメント１１、１２、１３には、それぞれ別の給電装置３１、３２、３３によって個別に制御された電力が投入される。
【００１３】
上記第１〜３のフィラメント１１、１２、１３の周囲には、これらを個別に収容するように、それぞれ第１〜３の絶縁管２１、２２、２３がそれぞれ間隔をもって配設されている。該絶縁管２１、２２、２３は光透過性の絶縁材料、例えば石英ガラスからなる。
そして、各フィラメントに隣接して配置されるリード線は、当該フィラメントを収容する絶縁管の外周に配置されている。
すなわち、例えば、第１のフィラメント１１を収容する第１の絶縁管２１では、該フィラメント１１に隣接して配置される第２のフィラメント１２のリード線１２ａと、第３のフィラメント１３のリード線１３ａがその外周に配置されていて、内部の第１のフィラメント１１と、これらリード線１２ａ、１３ａとを電気的に絶縁している。
他の第２の絶縁管２２と第３の絶縁管２３についても同様である。
【００１４】
そして、図１（Ｂ）および図２も参照して、第１の絶縁管２１には、その両端部にフランジ２１１、２１２が設けられていて、該フランジ２１１、２１２の外周には開口２１１ａ、２１１ｂ、２１２ａ、２１２ｂが形成されている。
同様に、第２の絶縁管２２にはフランジ２２１、２２２が設けられ、その外周に開口２２１ａ、２２１ｂ、２２２ａ、２２２ｂが形成され、第３の絶縁管２３にはランジ２３１、２３２が設けられ、その外周に開口２３１ａ、２３１ｂ、２３２ａ、２３２ｂが形成されている。
そして、同一のリード線を係合する開口は、当然にフランジの円周方向の位置が一致していて、軸方向で同一直線上に位置していて、前記リード線はこれらのフランジの開口を利用して絶縁管の外周に配置されている。
【００１５】
例えば、図２で示されるように、第２の絶縁管２２のフランジ２２１、２２２の開口２２１ａ、２２２ａと、第３の絶縁管２３のフランジ２３１、２３２の開口２３１ａ、２３２ａとは、軸方向の位置が一致していて、第１のフィラメント１１のリード線１１ｂが挿入係合され案内されている。
また、図１（Ｂ）および図２で示されるように、第２のフィラメント１２の一方のリード線１２ａは、第１の絶縁管１１のフランジ２１１の開口２１１ａとフランジ２１２の開口２１２ａとに挿入係合されるとともに、他方のリード線１２ｂは、第３の絶縁管２３のフランジ２３１の開口２３１ｂとフランジ２３２の開口２３２ｂとに挿入係合されている。
同様に、第３のフィラメント１３のリード線１３ａは、第１の絶縁管１１のフランジ２１１の開口２１１ｂとフランジ２１２の開口２１２ｂ、及び第２の絶縁管１２のフランジ２２１の開口２２１ｂとフランジ２２２の開口２２２ｂ、とに挿入係合されているものである。
【００１６】
そして、特に図３で示されるように、各リード線は絶縁管間の間隔を利用して、隣接する他の絶縁管の内部もしくは外周に導かれているものである。
例えば、第１のフィラメント１１のリード線１１ｂは、第１の絶縁管２１とこれに隣接する第２の絶縁管２２との間隔を利用して第１の絶縁管２１の内部から導出され、前記第２の絶縁管２２の外周に導かれて、そのフランジ２２１の開口２２１ａに係合している。
一方、第２のフィラメント１２のリード線１２ａは、第１の絶縁管２１の外周から、隣接する第２の絶縁管２２との間の間隔を利用して、該第２の絶縁管２２の内部に導かれて、第２のフィラメント１２に接続されている。
他のリード線についても同様である。
【００１７】
次に、絶縁管にフランジを形成する方法について図３および図４に基づいて説明する。
（第１の方法）
図３において、２つの径が異なるガラス管６１、６２をそれぞれチャックＣ１，Ｃ２で保持し、小径のガラス管６１を、大径のガラス管６２に嵌めあわせて固定すると共に、嵌合部周囲をバーナーで加熱する（イ）。
ガラス管６１、６２を溶着して接合し、一体のガラス管６１’を製作する（ロ）。
このガラス管６１’のフランジを形成する箇所において切断し、薄肉のフランジ部６１１を具備したガラス管６１’を製作する（ハ）。
続いて、フランジ６１１の一部を切削し、開口６１１ａ、６１１ｂを形成するものである（ニ）。
【００１８】
（第２の方法）
図４に示すように、ガラス管７１をチャックＣ１、Ｃ２で固定し、回転させながらフランジを形成する部分をバーナー加熱する。この部分が溶融状態になった後、チャックＣ１、Ｃ２を相対的に近づけて外周面上に、しわ状にフランジ７１１を形成して溶着する（イ）（ロ）。
これを繰り返してフランジ７１１、７１２を複数形成し、その後、フランジ７１１がガラス管７１の端部に位置するように不要な部分を切断する（ハ）。
次いで、フランジ７１１の一部を切削し、開口７１１ａ、７１１ｂを形成するものである（ニ）。
【００１９】
なお、上記においては、フランジを、それぞれ１か所及び２か所に形成するものを示したが、個数についてこれらに限られず、また、絶縁管の両端部に形成したものを示したが、その位置も任意である。更には、両端部に加えて更に中央部に形成するようにしてもよい。
【００２０】
図５は本発明の他の実施形態の説明図である。ここでは上述した第２の方法によって作製された絶縁管を用いたランプの構成を説明しており、また、第１の実施形態とはリード線の配線方向が異なる。
【００２１】
図において、第１のフィラメント１１の両端に接続されたリード線１１ａ、１１ｂは、いずれも一方のピンチシール部１０Ａ側に導出されたものである。すなわち、フィラメント１１の発光管１０の中央側に接続された他方のリード線１１ｂは、略コの字状に折り曲げられて、発光管１０と第１の絶縁管２１の間を通過して、一方のリード線１１ａとともにピンチシール部１０Ａに埋設されている。
【００２２】
第２のフィラメント１２に接続されたリード線１２ａ、１２ｂは、それぞれ半径方向外側に屈曲して形成されており、第１および第３の絶縁管２１、２３と発光管１０の間を通過して、それぞれ両端のピンチシール部１０Ａ、１０Ｂに埋設されている。
【００２３】
また、第３のフィラメント１３に接続されたリード線１３ａ、１３ｂは、上記第１のフィラメント１１と同様であり、発光管１０の長さ方向中央側に位置された一方のリード線１３ａがコの字状に折り返されて、他方のリード線１３ｂと共に他方のピンチシール部１０Ｂに埋設されている。
【００２４】
そして、前記絶縁管２１、２３には、３つのフランジ２１１、２１２、２１３、２３１、２３２、２３３が、それぞれほぼ等間隔に形成されており、更にフランジの各々に開口２１１ａ、２１１ｂ・・・が形成されている。フィラメントに隣接して配設されるリード線は全て、絶縁管２１、２３と発光管１０の間の空間を通過することで絶縁が確保されており、フランジ部に形成された開口に係合することで、半径方向及び周方向の移動が規制されたものとなっている。
【００２５】
そして、この実施形態においては、第２のフィラメント１２には、隣接してリード線が配置されることがないので、絶縁管が設けられていない。
なお、図５における他の符号が示すものは、図１における同一の符号が示す構造と同一である。
また、図１および図５に示す実施例では、フィラメントは３つの場合を示したが、これに限られるものではない。
【００２６】
以上のように、本発明によれば、発光管内に配置した複数のフィラメントにリード線が隣接して配置されている場合、当該フィラメントに絶縁管を嵌挿してリード線との電気的絶縁を図り、しかも、絶縁管にフランジを設けて該フランジに形成した開口にリード線を挿入係合する構造であるので、絶縁管にリード線係合用の溝を形成することもなく、絶縁管の肉厚を小さなものに抑えることができて、フィラメントからの放射光の減衰を小さくすることができるという効果を奏する。
また、フィラメント毎に絶縁管を被嵌させたので、リード線は、隣接する絶縁管の間の間隔を利用して該絶縁管の内部または外周に導出できて、その作業が簡略化される。
しかも、絶縁管にリード線導出用の貫通孔を形成することもないので、加工作業が簡略となる。
【符号の説明】
【００２７】
１０        発光管
１０Ａ、１０Ｂ  シール部
１１        第１のフィラメント
１１ａ      第１のフィラメントのリード線
１１ｂ      第１のフィラメントのリード線
１２        第２のフィラメント
１２ａ      第２のフィラメントのリード線
１２ｂ      第２のフィラメントのリード線
１３        第３のフィラメント
１３ａ      第３のフィラメントのリード線
１３ｂ      第３のフィラメントのリード線
２１        第１の絶縁管
２１１、２１２      フランジ
２１１ａ、２１１ｂ  開口
２２        第２の絶縁管
２２１、２２２      フランジ
２２１ａ、２２１ｂ  開口
２３        第３の絶縁管
２３１、２３２      フランジ
２３１ａ、２３１ｂ  開口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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