(57)【要約】【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体に確実に固定されるようにすることを目的とする。【解決手段】  端子３を金属円筒３０と、この金属円筒３０の外周に沿って延びる２個以上の爪片３１と、爪片３１に嵌装する円筒３３とで構成する。カーボンコイル体２を金属円筒３０に装着し、爪片３１を押し付けてカーボンコイル体２の少なくとも１巻きを爪片３１と金属円筒３０外周面で挟持し、さらに爪片３１に円筒３３を嵌装してカーボンコイル体２の両端に端子３を取り付ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の炭素繊維糸を撚り合わせた撚糸をコイル状に巻き上げたカーボンコイル体の端子であって、
金属円筒と、
前記金属円筒の外周に沿って延びる２個以上の爪片と、
前記爪片に嵌装する円筒またはリング状部材と、からなり、
前記カーボンコイル体を前記金属円筒に装着し、
前記カーボンコイル体の少なくとも１巻きを前記爪片と前記金属円筒外周面で挟持して固定したことを特徴とする、ヒーターランプの端子。
【請求項２】
複数本の炭素繊維糸を撚り合わせた撚糸をコイル状に巻き上げたカーボンコイル体の端子であって、
金属円筒と、
前記金属円筒の外周に沿って延びるバイメタルからなる２個以上の爪片と、からなり、
前記カーボンコイル体を前記金属円筒に装着し、
前記カーボンコイル体の少なくとも１巻きを前記爪片と前記金属円筒外周面で挟持して固定するとともに、前記爪片は温度上昇に応じて前記カーボンコイル体をより挟持する方向に変形するようにしたことを特徴とする、ヒーターランプの端子。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載するヒーターランプの端子において、
前記カーボンコイル体を棒状ガラス体に巻き付けて構成し、
前記カーボンコイル体が装着される金属円筒を、該カーボンコイル体と棒状ガラス体との間に介在したことを特徴とする、ヒーターランプの端子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ヒーターランプの端子に関するもので、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。
【背景技術】
【０００２】  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。
【特許文献１】特開２００１−３５６３８号公報
【特許文献２】特開２００２−１７０６５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  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問題がある。【０００４】  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体に確実に固定されるようにしたことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  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の端子は、複数本の炭素繊維糸を撚り合わせた撚糸をコイル状に巻き上げたカーボンコイル体の端子であって、金属円筒と、前記金属円筒の外周に沿って延びる２個以上の爪片と、前記爪片に嵌装する円筒またはリング状部材とからなり、前記カーボンコイル体を前記金属円筒に装着し、前記カーボンコイル体の少なくとも１巻きを前記爪片と前記金属円筒外周面で挟持して固定したことを特徴とするものである。【０００６】  また本発明のヒーターランプの端子は、複数本の炭素繊維糸を撚り合わせた撚糸をコイル状に巻き上げたカーボンコイル体の端子であって、金属円筒と、前記金属円筒の外周に沿って延びるバイメタルからなる２個以上の爪片とからなり、前記カーボンコイル体を前記金属円筒に装着し、前記カーボンコイル体の少なくとも１巻きを前記爪片と前記金属円筒外周面で挟持して固定するとともに、前記爪片は温度上昇に応じて前記カーボンコイル体をより挟持する方向に変形するようにしたことを特徴とするものである。【０００７】  また前記カーボンコイル体を棒状ガラス体に巻き付けて構成し、該カーボンコイル体が装着される金属円筒を棒状ガラス体とカーボンコイル体との間に介在したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】  上記構成の端子によればカーボンコイル体の少なくとも１巻きを爪片と金属円筒外周面とで挟みつけてカーボンコイル体を金属円筒に固定したので、端子の取り付けが簡単であるとともに、発熱時に内側の金属円筒が膨張することによりカーボンコイル体を爪片へ強固に押し付けるため、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】  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。【００１０】＜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３参照）。
カーボンコイル体２は、図１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た後、これをコイル状に巻き上げて構成したものである。【００１１】＜ロ＞端子
端子３は、導電性の金属円筒３０、金属円筒３０の外側に沿って延びる２個以上の爪片３１、爪片３１に嵌装する円筒３３、金属円筒３０から延びる内部リード線３４とで構成される（図１、図２参照）。
この端子３をカーボンコイル体２に取り付けるには、先ず金属円筒３０をカーボンコイル体２の一端内側に挿入し、カーボンコイル体２の少なくとも１巻きが金属円筒３０外周に装着されるようにする。
次いで爪片３１をカーボンコイル体２の外側に押し付けて、爪片３１と金属円筒３０外周面とでカーボンコイル体２を挟みつけ、さらに爪片３１が跳ね返るのを防ぐために爪片３１に円筒３３を嵌装して取付けが完了する。
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（Ａ）に示す（図ではカーボンコイル体２の２〜３巻きが挟みつけられている）。
この端子３をカーボンコイル体２の左右両端に取り付ける。【００１２】  本例では爪片３１を４個設けてあり、また先端３１ａを外側に曲げてカーボンコイル体２を装着しやすくしている。
なお、円筒３３を嵌装する際、図のように円筒３３の突起３３ａを金属円筒３０のスリット３０ａに差し込んで位置を固定するのがよいが、単に円筒３３あるいは円環などのリング状部材を爪片３１に嵌装するだけでもよい。
また、爪片３１をカーボンコイル体２の外縁に沿って折り曲げてもよく、この場合はカーボンコイル体２を挟持したとき密着して取り付けることができる（図２（Ｂ）参照）。
内部リード線３４は、金属円筒３０の軸心と略一致するように折り曲げてあり、その先端はモリブデン箔３５にスポット溶接されている。
また、金属円筒３０の軸方向にスリ割３２を設けておき、熱膨張による金属円筒３０の熱変形を吸収したり、爪片３１を強く押し付けた際の金属円筒３０の弾性変形を吸収するようになっている。【００１３】  このような端子３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、例えば図４（Ａ）に示すような形状に金属板３０を打抜き、これを図４（Ｂ）に示すように丸めることで、金属円筒３０、爪片３１、スリ割３２、内部リード線３４が形成される。【００１４】  爪片３１を熱膨張係数の異なる２枚の金属板３１ｂ，３１ｃを張り合わせたバイメタルで構成してもよい（図２（Ｃ）参照）。
爪片３１の内側、即ちカーボンコイル体２と接触する側に熱膨張係数の小さいインバー等の金属板３１ｂを使用することで、カーボンランプ運転中、温度上昇に応じて熱膨張係数の大きな金属板３１ｃがより多く伸びるため金属板３１ｂの側に曲がり、爪片３１はカーボンコイル体２をより強く挟持することになる。【００１５】＜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。【００１６】＜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４（Ｂ）に示すように爪片３１、スリ割３２、スリット３０ａ及び内部リード線３４を有する金属円筒３０をつくっておく。
前記したようにカーボンコイル体２の両端を金属円筒３０に装着し、爪片３１でカーボンコイル体２を挟みつけ、さらに円筒３３を嵌装してカーボンコイル体２の左右両端に端子３を取り付ける。
内部リード線３４の先をモリブデン箔３５にスポット溶接し、モリブデン箔３５に外部リード線３６をスポット溶接する。【００１７】  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３５の箇所で圧着封止４１して、直管状のヒーターランプ１が製造される（図３参照）。
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。【００１８】＜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３６、モリブデン箔３５、内部リード線３４、金属円筒３０、爪片３１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。
発熱時に内側の金属円筒３０が熱膨張し、スリ割３２を押し広げながらカーボンコイル体２を爪片３１に向けて押し付け、端子３を確実に固定する。
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。【００１９】  次に図５に基づき、本発明の他の実施形態を説明する。【００２０】  本例は、細長い棒状ガラス体５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と棒状ガラス体５との間に金属円筒３０を挿入し、爪片３１を押し付け、さらに爪片３１に円筒３３を嵌装してカーボンコイル体２の少なくとも１巻き（図では２〜３巻き）を爪片３１と金属円筒３０外周面とで挟みつけて端子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３５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１ｃを製造する。
棒状ガラス体５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。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】カーボンコイル体の端子部の分解斜視図。
【図２】カーボンコイル体に端子が取り付けられた状態を示す断面図。
【図３】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。
【図４】端子を示す図で、（Ａ）は端子を展開した図で、（Ｂ）は端子の斜視図。
【図５】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】
【００２２】１・・・・ヒーターランプ
２・・・・カーボンコイル体
３・・・・端子
３０・・・金属円筒
３１・・・爪片
３３・・・円筒
３４・・・内部リード線
３５・・・モリブデン箔
３６・・・外部リード線
４・・・・石英ガラス管
５・・・・棒状ガラス体
【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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