JPH0582104A - 管形電球のフイラメントおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】再熱処理工程時にフィラメントのコイル空芯内
に、芯金棒を簡単に挿入して、その再熱処理作業の作業
性と歩留りとを共に高める。 【構成】バルブ２内に内蔵するフィラメント３の一対の
レグ部８ａ，８ｂのコイル径φa を、有効発光部６のコ
イル径φb よりも大径に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機の定着ヒータ等
に好適なハロゲンランプや管形ヒータ等の管形電球のフ
ィラメントおよびその製造方法に係り、特に、フィラメ
ントのレグ部を主に改良した管形電球のフィラメントお
よびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、複写機の定着ヒータ等としては
ハロゲンランプや管形ヒータ等の管形白熱電球が多用さ
れている。これは、石英ガラス製円管状のバルブ内にコ
イル状のフィラメントを内蔵し、このフィラメントには
有効発光部とその軸方向両端部の左右一対のレグ部とを
一体に連成している。

【０００３】有効発光部は一様な発光が要求されるの
で、そのコイルピッチは等間隔であり、かつ密ピッチで
あることが要求されるが、一対のレグ部はその必要がな
く、しかも、コイルピッチの有効発光部よりも粗い粗ピ
ッチに形成されている。

【０００４】そして、従来、この種のフィラメントをコ
イル状に形成するコイリング工程では、まず、タングス
テン素線に例えば約１００〜２００ｇのテンション（張
力）を負荷しながら、このタングステン素線を芯棒のマ
ンドレル棒に巻き付ける。

【０００５】次に、この巻付け状態でマンドレル棒のみ
を加熱溶融してコイル状のフィラメントを構成し、この
後、このフィラメントに複数の環状の支持体を軸方向に
所要のピッチで取り付けてから、再熱処理を施し、石英
ガラス製バルブ内に内蔵している。

【０００６】そして、このフィラメントの再熱処理工程
ではコイル状のフィラメントの空芯内に、規定寸法の芯
金棒を密に挿入し、この芯金棒を通電加熱することによ
り、フィラメントを加熱して再熱処理する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のフィラメントではコイル状に形成した後に、
残留応力のために例えばコイル径が約１／１００〜１／
１０mm程度縮径するので、そのフィラメントの空芯内に
規定寸法の芯金棒を挿入し難く、作業性が低下する上
に、無理に挿入してフィラメントを破損させる等、歩留
りを低下させるという課題がある。

【０００８】そこで本発明はこのような事情を考慮して
なされたもので、その目的は再熱処理工程時の芯金棒の
挿入が簡単かつ円滑にでき、その作業性と歩留りが良好
な管形電球のフィラメントおよびその製造方法を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、フィラメント
の再熱処理時に芯金棒を挿入する際に、その挿入開始端
となるフィラメントの軸方向両端部である一対のレグ部
のコイル径を大径にして芯金棒の挿入性を良好にしたも
のであり、次のように構成される。

【００１０】つまり、本願の請求項１に記載の発明（以
下第１の発明という）は、管内に内蔵されて有効発光部
とレグ部とを有する管形電球のコイル状フィラメントに
おいて、前記レグ部のコイル径を前記有効発光部のコイ
ル径よりも大径に形成したことを特徴とする。

【００１１】また、本願の請求項２に記載の発明（以下
第２の発明という）は、請求項１記載のフィラメントを
管内に内蔵したことを特徴とする。

【００１２】さらに、本願の請求項３に記載の発明（以
下第３の発明という）は、フィラメント用素線をこれに
張力を負荷しながら巻取り用芯棒により巻き取りコイル
状に形成するフィラメントのコイリング工程において、
このフィラメントのレグ部をコイリングする際に負荷す
る前記張力を、有効発光部をコイリングする際に負荷す
る張力よりも軽減してレグ部のコイル径を有効発光部の
コイル径よりも大径に形成することを特徴とする。

【００１３】さらにまた、本願の請求項４に記載の発明
（以下第４の発明という）は、請求項３記載のコイリン
グ工程の後に、フィラメントの空芯内に芯金棒を挿入し
て、この芯金棒を加熱することによりフィラメントを再
加熱処理することを特徴とする。

【００１４】本願の請求項５に記載の発明（以下第５の
発明という）は、請求項４に記載の製造方法にてフィラ
メントを製造した後、管形ガラス内に、このフィラメン
トを挿入すると共に、封入ガスを封入して管形電球を製
造することを特徴とする。

【００１５】

【作用】

〈第１、第２の発明〉第１の発明のフィラメントの一対
のレグは、フィラメントの軸方向左右両端部にあり、そ
のいずれか一方は再熱処理工程時に、芯金棒を挿入する
際の挿入開始端となり、その挿入開始端が大径に形成さ
れているので、フィラメントの空芯内に芯金棒の挿入を
簡単かつ円滑に行なうことができ、フィラメント製造上
の作業性と歩留りとを共に向上することができる。ま
た、このような効果を有するフィラメントをバルブ内に
内蔵してなる第２の発明の管形電球の製造上の作業性と
歩留りとを共に向上できる。

【００１６】〈第３〜第５の発明〉フィラメントの一対
のレグはフィラメント用素線を巻取り用芯棒に巻き取る
時に、この素線に負荷する張力を、有効発光部をコイリ
ングする際に負荷する張力よりも、単に軽減することに
より、一対のレグ部のコイル径を有効発光部のコイル径
よりも大径に形成することができるので、これらレグ部
を形成する際の作業性を高めると共に、レグ部を確実に
大径に形成することができる。

【００１７】

【実施例】以下、本願の発明の実施例を図面に基づいて
説明する。

【００１８】図１は本願第１の発明の一部切欠縦断面図
であり、図において、ハロゲンランプ１は石英ガラス製
バルブ２内にフィラメント３を内蔵している。

【００１９】バルブ２はその軸方向両端部をピンチオフ
して偏平状の左右一対の封止端部２ａ，２ｂを形成し、
これら封止端部２ａ，２ｂ内には一対のモリブデン箔４
ａ，４ｂと口金である左右一対のベース５ａ，５ｂの内
端部とをそれぞれ気密に埋設している。各モリブデン箔
４ａ，４ｂはその外端を、各ベース５ａ，５ｂの各内端
に導線により電気的に接続している。

【００２０】一方、フィラメント３はタングステン素線
をコイル状に形成して成り、複数の有効発光部６，６…
と複数の粗ピッチ部７，７とが軸方向に交互に位置する
ように連続して一体に連成し、その軸方向両端部には一
対のレグ部８ａ，８ｂを一体に連成している。

【００２１】各有効発光部６はその発光を一様にするた
めに、コイルピッチを等間隔かつ密ピッチに設定し、粗
ピッチ部７および一対のレグ部８ａ，８ｂのコイルピッ
チを各有効発光部６よりも粗ピッチに設定している。

【００２２】そして、一対のレグ部８ａ，８ｂはそのコ
イル径φa を各有効発光部６のコイル径φb よりも若干
大径に形成している。

【００２３】こうしてコイル状に形成されたフィラメン
ト３は、この後、複数の環状の支持体を軸方向に所要の
ピッチで取り付けてから、再熱処理を施し、石英ガラス
製バルブ２内に内蔵する。再熱処理はフィラメント３の
コイル空芯内に、規定寸法の芯金棒を挿入して、この芯
金棒を通電加熱してフィラメントを加熱することにより
行なう。

【００２４】したがって、本実施例によれば、再熱処理
時にフィラメント３の空芯内に、規定寸法の芯金棒を挿
入する際には、その挿入開始端となる一対のレグ８ａ，
８ｂの両者のコイル径φa がフィラメント３の軸方向中
間部の有効発光部６のコイル径φb よりも若干大径であ
るので、この一対のレグ部８ａ，８ｂの空芯内へ芯金棒
を簡単かつ円滑に挿入することができる。このために、
フィラメント３の再熱処理の作業性と歩留りとを共に向
上することができる。

【００２５】次に、このように構成されるフィラメント
３のコイリング工程を図２に基づいて説明する。

【００２６】まず、タングステン素線１１を巻き付けて
いる繰出しローラ１２から繰り出すタングステン素線１
１を規定寸法のマンドレル棒１３の外周面に巻き取り、
このマンドレル棒１３をその軸芯周りに所要方向へ回転
させながら、軸方向外方、例えば図中小矢印方向へ送り
を与える。このマンドレル棒１３の送り量と回転速度と
を適宜制御することによりフィラメント３のコイルピッ
チを適宜設定することができる。

【００２７】また、タングステン素線１１には図中大矢
印方向にテンションを負荷し、有効発光部６のコイリン
グ時には例えば１００〜２００ｇのテンションを均等に
負荷し、また、一対のレグ部８ａ，８ｂのコイリング時
には例えば２０〜５０ｇのテンションをそれぞれ負荷
し、一対のレグ部８ａ，８ｂの巻取り後の巻戻り量を有
効発光部６のものよりも大きく設定している。

【００２８】このために、マンドレル棒１３を加熱溶融
した後には、一対のレグ部８ａ，８ｂのコイル径φa が
各有効発光部６のコイル径φb よりも大径に形成され
る。

【００２９】このようにフィラメント３をコイル状に形
成した後にはこのフィラメント３に複数の環状の支持体
を軸方向に所要のピッチで取り付けてから、このフィラ
メント３内に芯金棒を挿入し、この芯金棒を通電加熱し
て再熱処理を施し、しかる後に、石英ガラス製バルブ内
に内蔵する。

【００３０】したがって本実施例によれば、タングステ
ン素線１１のテンションを単に軽減することにより、一
対のレグ部８ａ，８ｂのコイル径を有効発光部６のコイ
ル径よりも大径にコイリングすることができるので、そ
のコイリングの作業性を高めると共に、確実に大径に形
成することができる。

【００３１】図３はフィラメント３の複数の有効発光部
６，６…間に交互に配置された複数の粗ピッチ部７Ａ，
７Ｂ，７Ｃの各コイルピッチＰＡ，ＰＢ，ＰＣが例えば
ＰＡ＞ＰＢ＞ＰＣのときは、これらコイルピッチＰＡ〜
ＰＣの大きさに逆比例して、各粗ピッチ部７Ａ〜７Ｃの
軸方向長さＬＡ，ＬＢ，ＬＣをＬＡ＜ＬＢ＜ＬＣにそれ
ぞれ設定した場合を示している。

【００３２】つまり、これは粗ピッチ部７Ａ，７Ｂ，７
Ｃ…のコイルピッチＰＡ，ＰＢ，ＰＣ…が粗である場合
には、その軸長が長い程機械的強度が低下するので、コ
イルピッチが粗である程、その粗ピッチ部７Ａ〜７Ｃの
軸長を短かくして、その強化を図ったものである。

【００３３】但し、タングステン素線１１の線径が異な
ると、各粗ピッチ部７Ａ〜７Ｃの機械的強度も相違して
くるので、この線径を考慮した場合の各粗ピッチ部７
Ａ，７Ｂ，７Ｃの軸長や巻数（ターン数）は例えば次の
表１のように設定することができる。

【００３４】

【表１】

【００３５】なお、この表でＭＧとはタングステン素線
１１の線径を示しており、２００mmの単位長当たりの重
さを示している。

【００３６】これによれば、粗ピッチ部７Ａ〜７Ｃの軸
長が長い場合でも再熱処理用の芯金棒の挿入が簡単かつ
円滑に行なえる上に、これらの強度が向上し、製造作業
性と歩留りとを共に向上することができる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本願第１の発明は、
フィラメントの軸方向両端部である一対のレグ部のコイ
ル径を、その中間部の有効発光部のコイル径よりも大き
く形成したので、このフィラメントの再熱処理時には、
その一対の大径レグのいずれからも芯金棒を簡単かつ円
滑に挿入することができる。このために、再熱処理の作
業性と歩留りとを共に向上させることができる。また、
このような効果を有するフィラメントをバルブ内に内蔵
してなる管形電球としても、その製造上の作業性と歩留
りの向上とを共に図ることができる。

【００３８】また、第３〜第５の発明は、フィラメント
用素線を巻取り用芯棒に巻き取るときに、この素線に負
荷する張力を単に軽減することにより、一対のレグ部を
有効発光部よりも大径に形成することができる。このた
めに、一対の大径のレグ部を簡単かつ確実に形成するこ
とができ、その作業性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願第１の発明の管形白熱電球の一実施例の一
部切欠縦断面図。

【図２】図１で示すフィラメントのコイリング工程を示
す一部切欠正面図。

【図３】図１で示すフィラメントに複数の粗ピッチ部を
形成するときの要部縦断面図。

【符号の説明】

１ ハロゲンランプ ２ バルブ ３ フィラメント ６ 有効発光部 ７ 粗ピッチ部 ８ａ，８ｂ 一対のレグ部 １１ タングステン素線 １２ 繰出しローラ １３ マンドレル棒

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管内に内蔵されて有効発光部とレグ部と
   を有する管形電球のコイル状フィラメントにおいて、前
   記レグ部のコイル径を前記有効発光部のコイル径よりも
   大径に形成したことを特徴とする管形電球のフィラメン
   ト。
2. 【請求項２】 請求項１記載のフィラメントを管内に内
   蔵したことを特徴とする管形電球。
3. 【請求項３】 フィラメント用素線をこれに張力を負荷
   しながら巻取り用芯棒により巻き取りコイル状に形成す
   るフィラメントのコイリング工程において、このフィラ
   メントのレグ部をコイリングする際に負荷する前記張力
   を、有効発光部をコイリングする際に負荷する張力より
   も軽減してレグ部のコイル径を有効発光部のコイル径よ
   りも大径に形成することを特徴とする請求項１記載の管
   形電球のフィラメントの製造方法。
4. 【請求項４】 請求項３記載のコイリング工程の後に、
   フィラメントの空芯内に芯金棒を挿入して、この芯金棒
   を通電加熱することによりフィラメントを再加熱処理す
   ることを特徴とするフィラメントの製造方法。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の製造方法にてフィラメ
   ントを製造した後、管形ガラス内に、このフィラメント
   を挿入すると共に、封入ガスを封入して管形電球を製造
   することを特徴とする管形電球の製造方法。