(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、部分的に屈曲部を備え、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に、該フィラメントを収容する絶縁ガラス管を配設して隣接リード線と電気的に絶縁し、該絶縁ガラス管の一端を前記リード線の屈曲部に当接させるとともに、他端部にバネを当接させて前記屈曲部方向に押圧して固定したことを特徴とするフィラメントランプ。
【請求項２】
前記バネの絶縁ガラス管への当接端の反対端が、前記リード線に固定された固定ビーズに当接し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】
前記バネの絶縁ガラス管への当接端の反対端が、前記リード線に固定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２００６−２７９００８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】
図５にこの特許文献１のフィラメントランプ８０が示されている。
石英ガラスからなる発光管８１の内部には、例えば２本のフィラメント８２ａ、８２ｂが配設されており、これらはその長手方向軸が発光管の管軸上に一直線に並ぶように配置されている。
フィラメント８２ａに接続されているリード線８３ａは、発光管８１の略中央部でコの字状に折り返され、フィラメント８２ａの横を通過してシール部８４ａにおいてピンチシールされて固定されている。そして、前記リード線８３ａには、フィラメント８２ａと電気的に絶縁するためガラス管により構成された絶縁管８６ａが被覆されている。
他方のフィラメント８２ｂに接続されているリード線８３ｂも、同様に他方のシール部８４ｂにおいてピンチシールされて固定され、絶縁管８６ａにより被覆されている。
各フィラメント８２ａ、８２ｂは、リード線８３ａ、８３ｂ及びピンチシール部８４ａ、８４ｂに埋設された金属箔を介して外部リード８５ａ、８５ｂに接続され、それぞれ個別の給電装置８７ａ、８７ｂから独立して電力が供給される。これらの給電装置８７ａ、８７ｂはいずれも可変電源であり、これにより、このフィラメントランプ８０においては、各フィラメント８２ａ、８２ｂ毎に供給する電力を変えることができ、発光管８１の長さ方向において温度を制御することが可能となる。
【０００４】
なお、図５においては、各フィラメント８２ａ、８２ｂのリード線８３ａ、８３ｂはそれぞれ折り返されて各フィラメントの同じシール部８４ａ、８４ｂでシールされる構造のものを示したが、同特許文献１にも記載されているように、各リード線８３ａ、８３ｂがそのまま他のフィラメント８２ｂ、８２ａ方向に延び、他方のシール部８４ｂ、８４でシールされるようにしてもよい。
また、フィラメントは２本のものを図示したが、それ以上の３本等であってもよい。
【０００５】
ところで、該従来技術においては、リード線を収容する絶縁管は、発光管の内部においてフィラメントと平行して配置されるため、フィラメントの放射光を遮光するという不具合が避けられず、この不具合を少なくするためには、必然的にその管径を小さく構成しなければならない。そのため該絶縁管の材質としては、耐熱性、絶縁性、耐熱衝撃性等の観点から、石英ガラスが使用されている。
この絶縁ガラス管の配置については、同文献においては特に考慮されてはおらず、リード線との関係で、長さ方向において拘束されずにフリー状態で配置することも考えられるが、輸送時等に衝撃が加わることで軸方向にずれて他部材と衝突して破損することがあるため、やはりリード線に対して何らかの手段で固定することが要求される。
しかしながら、該絶縁ガラス管をリード線に固定した場合にはフィラメントが発光して温度が上昇する際に、線膨張係数の違いで該絶縁ガラス管が破損するという問題が生じる。このため、熱膨張差を緩和しつつ、固定することが要求されるが、上述したように絶縁管は発光管に対して径が小さく、固定するための構成が非常に煩雑かつ困難になる。
また、このフィラメントランプの特徴として、軸方向において、領域を更に分けて制御したい場合は、フィラメントの数を更に増やすことになるが、この場合、複数のリード線が同じ断面上に存在することになり、絶縁管を取り付ける数が増え、また、熱膨張差を緩和できるように固定するには、その構造が一層複雑になり、作業工数が増えるという問題がある。
【０００６】
また一方で、フィラメントとリード線間およびリード線同士での不所望な放電を防止するために、図６で示される特開２００８−３０００７７号公報（特許文献２）のように、複数のフィラメント９２、９２を備えた発光管９１の内部に、これら全てのフィラメント９２、９２を収容する絶縁管９４を配置するものが提案されている。そして、当該従来技術においては、絶縁管９４の外周面上に軸方向に伸びる複数の溝９５を形成し、該溝９５内に各リード線９３を挿入配置して固定し、フィラメント９２とリード線９３の電気的な絶縁を図るという構造が提案されている。
しかしながら、当該従来技術においては、絶縁管９４の外周面に溝９５を加工するという構造であるため、フィラメント９２を覆う絶縁管９４は溝９５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９２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別の問題が生じてきている。
また、この従来技術においても、フィラメント数が増えた場合には絶縁管に多数の溝を形成しなければならないため、その加工作業が煩雑となり生産性が乏しいという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２７９００８号公報
【特許文献２】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、部分的に屈曲部を備え、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、前記フィラメントとリード線を絶縁する絶縁ガラス管を配置しても、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、かつ前記絶縁ガラス管の固定配置が簡単であり、妄りに移動することがなく、破損が生じ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ガラス管を配設して隣接リード線と電気的に絶縁し、該絶縁ガラス管の一端を前記リード線の屈曲部に当接させるとともに、他端部にバネを当接させて前記屈曲部方向に押圧して固定したことを特徴とする。
また、前記バネのガラス管への当接端の反対端が、前記リード線に固定された固定ビーズに当接していることを特徴とする。
あるいは、前記バネのガラス管への当接端の反対端が、前記リード線に固定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に絶縁ガラス管を被覆するようにしたので、リード線毎に絶縁管を配置する必要がなく、絶縁管の取り付けが簡単であると共に、リード線が絶縁管の外周と発光管の間を通過するため、絶縁管を薄肉の管を用いて構成することができ、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。
しかも、絶縁管を、その一端部においてリード線の屈曲部に当接させ、他端部にバネを当接させて、その付勢力により前記屈曲部方向に押圧して固定しているため、ランプの輸送時などに振動が加わっても、絶縁管が発光管内で移動することがなく、衝突等に基づく破損がない。
加えて、フィラメントが加熱して高温化したときでも、絶縁ガラス管の膨張を前記バネによって緩衝し、リード線とガラス管の熱膨張差に由来した破損を起こすことがなくなる。
【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の部分拡大断面図。
【図３】他の実施例の部分拡大断面図。
【図４】他の実施形態の断面図。
【図５】従来技術の斜視説明図。
【図６】他の従来技術の説明図。
【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１の内部には、軸方向に並ぶ第１〜３のフィラメント２、３、４が３つ配置されている。これら第１〜３のフィラメント２、３、４における両端には、それぞれリード線２１ａ、２１ｂ、リード線３１ａ、３１ｂ及びリード線４１ａ、４１ｂが接続されている。
この実施例においては、第１のフィラメント２のリード線２１ａ、２１ｂは折り返されて、同じシール部５ａにおいて金属箔２２ａ、２２ｂに接続されてピンチシールされており、第２のフィラメント３のリード線３１ａ、３１ｂは両端のシール部５ａ、５ｂにおいて金属箔３２ａ、３２ｂにそれぞれ接続されており、更に、第３のフィラメント４のリード線４１ａ、４１ｂは折り返されて、同じシール部６において金属箔４２ａ、４２ｂに接続されている。
これら第１〜３のフィラメント２、３、４は、前記金属箔２２ａ、２２ｂ、３２ａ、３２ｂ、４２ａ、４２ｂおよび外部リードを介して、それぞれ給電装置２３、３３、４３に個別に接続されて、個別に制御された電力が投入される。
【００１３】
そして、第１のフィラメント２及び第３のフィラメント４の周囲には、これを収容するように絶縁管２５、４５が設けられている。該絶縁管２５、４５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、この絶縁ガラス管２５は、第１のフィラメント２と、これに隣接して配置されている該第１のフィラメント２のリード線２１ａ及び第２のフィラメント３のリード線３１ａとを隔離して電気的に絶縁する。
同様に、絶縁ガラス管４５は、第３のフィラメント４と、これに隣接して配置されている該第３のフィラメント４のリード線４１ａと第２のフィラメント３のリード線３１ｂとを隔離して電気的に絶縁する。
【００１４】
そして、図２に拡大して示されるように、第１のフィラメント２のリード線２１ａ、２１ｂ及び第２のフィラメント３のリード線３１ａには、これらを跨るように固定ビーズ６ａが取り付けられている。
更に、前記リード線２１ａにはバネ７ａが嵌挿されており、また、前記リード線３１ａにもバネ７ｂが嵌挿されていて、これらバネ７ａ、７ｂの一端は絶縁管２５の円周上の端部に当接し、他端は前記固定ビーズ６ａに当接している。これらのバネ７ａ、７ｂの付勢力により、前記絶縁管２５はリード線２１の屈曲部２１ｃに押圧されている。
再び図１を参照して、同様に、第３のフィラメント４のリード線４１ａにはバネ９ａが、第２のフィラメント３のリード線３１ａにはバネ９ｂが設けられ、これらのバネ９ａ、９ｂはリード線４１ａ、４１ｂ、３１ｂに取り付けられた固定ビーズ６ｂにその一端が当接し、他端が第３のフィラメント４に被嵌された絶縁管４５に当接している。これにより、該絶縁管４５もリード線４１の屈曲部４１ｃに押圧されている。
【００１５】
なお、上記における実施形態では、中央部に位置する第２のフィラメント３には、隣接してリード線が配置されていないので、特に絶縁管を設ける必要はない。
また、絶縁管２５、４５を押圧するバネ７、９をそれぞれ２本ずつとして例示したが、特に２本である必要はなく、１本であってもよい。
【００１６】
上記実施例においては、絶縁管２５、４５を押圧するバネ７、９は、固定ビーズ６ａ、６ｂに一端を当接させる構造としたが、図３のように、一端を直接リード線に固着する構造であってもよい。
即ち、図３において、バネ７ａの一端は第１のフィラメント２のリード線２１ａに直接、溶接等の手段によって取り付けられており、また、同様に、バネ７ｂの一端も第２のフィラメント３のリード線３１ａに取り付けられている。
そして、これらのバネ７ａ、７ｂの他端は、前記第１のフィラメント２１ａに被嵌させた絶縁管２５の一端に当接して、該絶縁管２５をリード線２１ａの屈曲部２１ｃに押圧するように付勢している。
また、図１における第３のフィラメント４を被嵌する絶縁管４５を押圧するバネ９ａ、９ｂについても同様の構造を採用できる。
【００１７】
上記実施例では、両端に位置する第１フィラメント２と第３フィラメント４のリード線はフィラメント先端で折り返されて、各フィラメントの両端リード線が同一のシール部でシールされる構造を示したが、すべてのフィラメントの両端のリード線が、発光管１の両端のシール部でシールされるようにしてもよく、絶縁管はその場合にも適用される。
図４にその構造が示されている。図において、第１のフィラメント３のリード線２１ａは一方のシール部５ａに導出され、他方のリード線２１ｂは他方のシール部５ｂに導出される。
また、第３のフィラメント４についても同様で、リード線４１ａは一方のシール部５ａに導出され、他方のリード部４１ｂは他方のシール部５ｂに導出される。なお、第２のフィラメント３のリード線３１ａ、３１ｂについては図１の場合と同様に、それぞれ両端のシール部５ａ、５ｂに導出されている。
【００１８】
この実施例の場合には、第２のフィラメント４を含めて全てのフィラメント２、３、４に隣接してリード線が配置されることになる。
即ち、第１のフィラメント２には、第２、第３のフィラメント３、４のリード線２１ａ、４１ａが隣接して延在し、第２のフィラメント３には、第１、第３のフィラメント２、４のリード線２１ｂ、４１ａが隣接して延在し、第３のフィラメント４には第１、第２のフィラメント２、３のリード線２１ｂ、３１ｂが隣接して延在している。
そのため、全てのフィラメント２、３、４に絶縁管２５、３５、４５が被嵌されている。
第１のフィラメント２に被嵌した第１の絶縁管２５はリード線３１ａに装着したバネ７ａによって、該リード線の屈曲部３１ｃに押圧される。第２の絶縁管３５はリード線２１ａに装着されたバネ８ａによって、リード線４１ａの屈曲部４１ｃに押圧される。同様に、第３の絶縁管４５はリード線３１ｂに被嵌されたバネ９ａによって該リード線３１ｂの屈曲部３１ｃに押圧されるものである。
【００１９】
なお、図４においては、絶縁管２５、３５、４５を押圧するバネ７ａ、８ａ、９ａはそれぞれ１本の場合を図示したが、図１と同様に２本ずつ装着するものであってもよい。
また、バネはリード線に固着するものを示したが、図２に示すように、リード線に取り付けた固定ビーズによって絶縁管を付勢する構造を採用することもできる。
【００２０】
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ガラス管を嵌挿してリード線との電気的絶縁を図り、しかも、絶縁管をバネの付勢力によりリード線の屈曲部に押圧固定するので、ランプ移送時などに振動によって妄りに移動することがなく、破損の恐れがない。
また、フィラメントが発光して高温になっても、絶縁ガラス管との熱膨張差を前記バネにより緩衝できるので、該絶縁ガラス管が破損することがない。
更に、絶縁ガラス管は比較的太径とでき、肉厚も従来例との比較において薄肉とできるので、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。
【符号の説明】
【００２１】
１          発光管
２          第１のフィラメント
２１ａ      リード線
２１ｂ      リード線
２１ｃ      屈曲部
２５        絶縁管
３          第２のフィラメント
３１ａ      リード線
３１ｂ      リード線
３１ｃ      屈曲部
３５        絶縁管
４          第３のフィラメント
４１ａ      リード線
４１ｂ      リード線
４１ｃ      屈曲部
４５        絶縁管
５ａ、５ｂ  シール部
７ａ、７ｂ  バネ
８ａ        バネ
９ａ、９ｂ  バネ
【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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