JP3589117B2 - lamp - Google Patents
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Description
【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[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a lamp having a rod-shaped heating element, and more particularly, to a heater lamp using a carbon-based material as the heating element.
[0002]
[Prior art]
Lamps that emit a large amount of infrared light are widely used as heater lamps for heating, industrial applications such as heating and drying, etc., but conventional heater lamps are made of a coil made of tungsten along the tube axis of a tubular envelope. Generally, filaments were arranged. When energized, the coil filament generates heat. The heated tungsten coil filament emits a large amount of visible light, and the emissivity of infrared rays is about 30 to 40%. Therefore, the efficiency of a heater lamp using infrared rays is not always high.
[0003]
Further, a heater lamp using a coil coil of tungsten has a large inrush current through which a current larger than the rated current flows when it is turned on, and a protection circuit is required to deal with this. Furthermore, in order to hold the coil filament on the tube axis of the envelope, the coil filament is held by a plurality of supporters. However, there is a problem that the number of parts is large and the assembly is troublesome.
[0004]
For this reason, a heater lamp using a rod-shaped carbon-based material as a heating element has recently been receiving attention. A carbon-based material made of crystallized carbon such as graphite, amorphous carbon, or a mixture thereof has an infrared emissivity of about 80%, and emits infrared light more efficiently than tungsten, and thus is excellent as a heating element of a heater lamp. In addition, since the carbon-based material has a negative resistance-temperature characteristic, and the resistance value decreases as the temperature increases, the rush current at the time of lighting decreases. Since the rod-like carbon-based material can be disposed along the tube axis of the sealing body by holding both ends, there is an advantage that a plurality of supporters are unnecessary, the number of parts is small, and assembly is simple.
A lamp using a rod-like carbon-based material as a heating element is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-54092.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when a lamp having a rod-shaped heating element is turned on, the heating element thermally expands, and it is necessary to absorb this thermal expansion. FIG. 3 shows a conventional structure for absorbing thermal expansion of a rod-shaped heating element. A
[0006]
Here, in order to improve the elasticity of the
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to provide a lamp that can reliably absorb the thermal expansion of a rod-shaped heating element.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the present invention provides a pair of internal lead rods extending from the sealing portions at both ends of the sealing body into the sealing body at both ends of a rod-shaped heating element arranged along the pipe axis of the tubular sealing body. Is electrically connected, a conductive power supply pin is connected to the end of the heating element, and a cylindrical power supply section is formed at the tip of the internal lead rod, and this cylindrical power supply section is connected to the power supply pin. Slide fit freely.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 shows one end of a lamp according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, sealing portions 11 are formed at both ends of a tubular sealing
[0010]
A rod-
A small amount of a halogen gas is sealed in the sealing
[0011]
FIG. 2 shows one end of a lamp according to another embodiment. In FIG. 2, a rod-shaped
[0012]
In the embodiment shown in FIG. 1, the
[0013]
When the lamp shown in FIGS. 1 and 2 is energized, the
[0014]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a pair of internal lead rods extending into the sealed body from the sealed portions at both ends of the sealed body are electrically connected to both ends of the rod-shaped heating element arranged along the tube axis of the tubular sealed body. In an electrically connected lamp, a conductive power supply pin is connected to the end of the heating element, and a cylindrical power supply is formed at the tip of the internal lead rod, and the cylindrical power supply is slidable on the power supply pin. Therefore, the lamp can reliably absorb the thermal expansion of the rod-shaped heating element.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a conventional example.
[Explanation of symbols]
Claims (1)
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。In a lamp in which a pair of internal lead rods extending from the sealing portions at both ends of the envelope into the envelope are electrically connected to both ends of a rod-shaped heating element arranged along the tube axis of the tubular envelope,
A conductive power supply pin is connected to the end of the heating element, and a cylindrical power supply is formed at the tip of the internal lead rod,
The lamp, wherein the cylindrical power supply portion is slidably fitted to the power supply pin.
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