(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管形封体の管軸に沿って配置された棒状の発熱体の両端に、封体両端の封止部から封体内に伸びる一対の内部リード棒が電気的に接続されたランプにおいて、
前記発熱体の端部に導電性の給電ピンが接続されるとともに、該内部リード棒の先端部に円筒状給電部が形成され、
前記円筒状給電部が該給電ピンにスライド自由に嵌合されたことを特徴とするランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、棒状の発熱体を有するランプに関し、更には、発熱体として炭素系物質を使用するヒータランプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
赤外線を多く放射するランプは、暖房用や加熱・乾燥などの工業用などにヒータランプとして幅広く利用されているが、従来のヒータランプは、管形封体の管軸に沿ってタングステンからなるコイルフィラメントが配置されたものが一般的であった。そして、通電するとコイルフィラメントが発熱するが、発熱したタングステンのコイルフィラメントは可視光を多く放射し、赤外線の放射率は３０〜４０％程度である。従って、赤外線を利用するヒータランプとしては効率が必ずしも高くない。
【０００３】
また、タングステンのコイルフィラメントを使用するヒータランプは、点灯時に定格電流よりも大きな電流が流れる突入電流が大きく、これに対処するための保護回路が必要であった。更には、コイルフィラメントを封体の管軸に保持するために、複数個のサポータによりコイルフィラメントを保持しているが、部品点数が多くて組立に手間を要する不具合があった。
【０００４】
このため、最近では発熱体として棒状の炭素系物質を使用するヒータランプが注目されている。黒鉛などの結晶化炭素、アモルファス炭素、あるいはこれらの混合物からなる炭素系物質の赤外線放射率は８０％程度であってタングステンよりも赤外線を効率良く放射するのでヒータランプの発熱体として優れている。また、炭素系物質は負の抵抗温度特性を有し、温度上昇とともに抵抗値が低下するので、点灯時の突入電流も低くなる。そして、棒状の炭素系物質は、両端を保持することによって封体の管軸に沿って配置できるので、複数個のサポータが不要であり、部品点数が少なくて組立が簡単である利点を有する。
発熱体として棒状の炭素系物質を使用するランプは、例えば特開平１１−５４０９２号公報に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、棒状の発熱体を有するランプを点灯すると、発熱体が熱膨張するので、この熱膨張を吸収する必要がある。図３は、棒状の発熱体の熱膨張を吸収するための従来の構造を示す。封体１０端部の封止部１１に埋設されたモリブデン箔２１に一端が溶接された内部リード棒２３の先端にはコイル固定部２３ｂが形成され、このコイル固定部２３ｂが棒状の発熱体３０の端部にかしめなどによりしっかりと固定されている。これは、もし固定がルーズで、コイル固定部２３ｂが発熱体３０の表面をスライドすると、炭素系物質からなる発熱体３０の表面が削られて電気的に接触不良を起すためである。そして、内部リード棒２３には、コイル固定部２３ｂに続いて素線を３ターン程度巻回したバネ部２３ｃが形成されており、発熱体３０が熱膨張するとバネ部２３ｃが収縮することにより熱膨張を吸収する。
【０００６】
ここで、バネ部２３ｃの伸縮性を良くするためには、例えばモリブデン素線からなる内部リード棒２３の線径を細くしてバネ定数を小さくする必要があるが、入力電流が大きなランプの場合、線径が細いと、内部リード棒２３のバネ部２３ｃも大きく発熱する。そして、バネ部２３ｃが発熱して高温になると伸縮性が失われて熱膨張吸収機能を発揮しなくなる。一方、内部リード棒２３の線径を太くして発熱しにくくすると、バネ定数が大きくなって伸縮性が低下してしまう。そして、熱膨張吸収機能が失われると、コイル固定部２３ｂによる接続個所が破壊して接触不良が生じて不点灯になったり、棒状の発熱体３０が湾曲して封体１０に接触し、封体１０が溶損するなどの不具合が生じる。
【０００７】
そこで本発明は、棒状の発熱体の熱膨張を確実に吸収できるランプを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は、管形封体の管軸に沿って配置された棒状の発熱体の両端に、封体両端の封止部から封体内に伸びる一対の内部リード棒が電気的に接続されたランプにおいて、発熱体の端部に導電性の給電ピンを接続するとともに、内部リード棒の先端部に円筒状給電部を形成し、この円筒状給電部を給電ピンにスライド自由に嵌合する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、図面に基づいて本発明の実施の形態を具体的に説明する。図１は本発明の実施の形態であるランプの一端側を示すが、図１において、石英ガラスからなる管形の封体１０の両端には封止部１１が形成されている。封体１０の外径は、例えば１０ｍｍφである。封止部１１にはモリブデン箔２１が埋設されており、一端がモリブデン箔２１に溶接された外部リード棒２２が外部に伸び出している。また、同じく一端がモリブデン箔２１に溶接された内部リード棒２３が封体１０の内部に伸び出している。内部リード棒２３はモリブデン棒からなり、その先端部にモリブデン棒を密に巻回したコイル状の円筒状給電部２３ａが形成されている。この円筒状給電部２３ａは、内部リード棒２３の先端に溶接された例えばモリブデン製のパイプ状のものであってもよい。
【００１０】
封体１０の管軸に沿って棒状の発熱体３０が配置されている。発熱体３０は、黒鉛などの結晶化炭素、アモルファス炭素あるいはそれらの混合物からなる炭素系物質を棒状に成形したものである。発熱体３０の端部には凹所が形成され、この凹所に、例えばモリブデンからなる導電性の給電ピン２４が圧入されて接続されている。発熱体３０と給電ピン２４は図２に示す固定コイル２５により接続してもよい。そして、この給電ピン２４に内部リード棒２３の円筒状給電部２３ａがスライド自由に、かつ導通状態で嵌合されている。具体的には、コイル状の円筒状給電部２３ａは、給電ピン２４と同じ外径の丸棒にモリブデン棒を密に巻き付けて形成されたものであり、従って、給電ピン２４の外径と円筒状給電部２３ａの内径はほぼ同じであるが、嵌合したときに容易にスライドするように、かつ導通性が損なわれない範囲で、円筒状給電部２３ａの内径が幾分大きくなっている。
封体１０内には、希ガスや窒素ガスなどの不活性ガスとともに微量のハロゲンガスが封入されており、定格消費電力が、例えば２００Ｗのハロゲンランプである。
【００１１】
図２は他の実施の形態のランプの一端側を示す。図２において、耐熱性非導電性体、例えばアルミナからなる棒状の基体３１が封体１０の管軸に沿って配置されており、基体３１の端部に導電性の給電ピン２４が導電性の固定コイル２５によって接続されている。そして、基体３１の表面から固定コイル２５の表面にかけて、便宜上点線で示すように、炭素３２がコートされている。つまり、耐熱性非導電性体の基体３１とその表面にコートされた導電性の炭素３２により発熱体３０を構成している。そして、給電ピン２４に内部リード棒２３の円筒状給電部２３ａがスライド自由に、かつ導通状態で嵌合されている。
【００１２】
図１に示す実施の形態では、炭素系物質を棒状に成形して発熱体３０としたが、炭素系物質は抵抗率が小さいので、ランプに要求される所定の抵抗値を得るためには、細くて長い炭素棒にする必要があるが、長さはランプ仕様により定まるので、発熱体の抵抗値を大きくするためには炭素棒を非常に細くする必要がある。そして、炭素系物質は本来脆い性質を有し、しかも径が細いので、ランプに振動や衝撃が加わると発熱体である炭素系物質が折損して不点灯になる不具合がある。しかし、耐熱性非導電性体の基体３１とその表面にコートされた炭素３２により発熱体３０を構成すると、基体３１が強靱であるので、ランプに振動や衝撃が加わっても発熱体３０が折損しにくい利点がある。また、発熱体３０の抵抗値は、炭素３２の膜厚を調整することにより任意に設定することができる。
【００１３】
しかして、図１や図２に示すランプに通電すると、発熱体３０が発熱するが、炭素系物質の赤外線放射率が高いので赤外線が効率よく放射され、また、点灯時の突入電流も高くならないので、大きな保護回路が必要ない、などの利点を有する。そして、点灯にともなって棒状の発熱体３０が熱膨張するが、発熱体３０に接続された給電ピン２４に内部リード棒２３の円筒状給電部２３ａがスライド自由に嵌合されているので、発熱体３０の熱膨張に応じて給電ピン２４が円筒状給電部２３ａ内を導通状態でスライドし、発熱体３０の熱膨張を確実に吸収することができる。また、給電ピン２４がモリブデンなどの導電体からなるので、スライドを繰り返しても給電ピン２４と円筒状給電部２３ａの導通性が損なわれず、良好な通電性が維持される。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、管形封体の管軸に沿って配置された棒状の発熱体の両端に、封体両端の封止部から封体内に伸びる一対の内部リード棒が電気的に接続されたランプにおいて、発熱体の端部に導電性の給電ピンを接続するとともに、内部リード棒の先端部に円筒状給電部を形成し、この円筒状給電部を給電ピンにスライド自由に嵌合したので、棒状の発熱体の熱膨張を確実に吸収することが可能なランプとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す断面図である。
【図２】他の実施の形態を示す断面図である。
【図３】従来例の説明図である。
【符号の説明】
１０    封体
１１    封止部
２１    モリブデン箔
２２    外部リード棒
２３    内部リード棒
２３ａ    内部リード棒の円筒状給電部
２３ｂ    内部リード棒のコイル固定部
２３ｃ    内部リード棒のバネ部
２４    給電ピン
２５    固定コイル
３０    発熱体
３１    基体
３２    炭素
【図１】
0003589117.tif 000002
【図２】
0003589117.tif 000003
【図３】
0003589117.tif 000004