JPS61198548A - コイルフイラメントの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は管球の電極に使用されるコイルフィラメントの
製造方法に関する。

〔発明の技術的背景〕

白熱電球や放電灯の電極として使用されているコイルフ
ィラメントは、タングステンワイヤーなどよりなる素線
を芯線の周囲に巻き付【プて成形されている。この場合
、素線の先端を芯線の周囲に沿わせ、この素線の先端お
よび芯線をチャックで挟持しておいて、これら芯線およ
びチャックを一体的に回転させかつ芯線の軸方向に一定
速度で走行させるようにしている。そして、素線は芯線
に巻き取られる量に応じてボビンから繰り出覆”ように
なっている。

しかしながら、素線を芯線に巻回（コイリング）した場
合、必ず捩りが発生ずる。このような捩りは、完成され
たコイルフィラメントに歪みを与え、コイル長さが変化
したり両端の足部がコイル軸方向から傾斜するなどの欠
点を招く。

特に１重コイルフィラメントよりも２重、３重の螺旋形
に形成されたコイルフィラメントの方が、コイリング径
が大きいため捩り量も大きくなり、残留歪みか多くなる
ので、変形割合いが大きくなる。

２重螺旋形コイルフィラメントの場合を例にして、第８
図ないし第１０図にもとずきざらに説明すると、２重螺
旋形コイルフィラメントは、まず第８図に示すように、
１次マンドレル１にタングステンワイヤー素線２を巻回
して１次コイル３を形成し、この１次コイル３を上記１
次マンドレル１とともに、第９図に示すように、芯線４
に巻回することにより２重コイル５を形成するようにな
っている。この２重コイル５の両端には、コイリングし
ない略直線状の足部６，６が形成される。

この場合、従来では、１次マンドレル１としてモリブデ
ンが使用されており、このモリブデン製１次マンドレル
１にタングステンワイヤー２を巻回して１次コイル３を
作り、この状態でアニール（歪み取り）処理し、しかる
後、この１次コイル３を上記モリブデン製１次マンドレ
ルとともに芯線４に巻いて２重螺旋形コイルフイラメン
１〜５を成形し、次にこの２重螺旋形コイルフィラメン
１〜を熱処理し、ざらに混酸（トＩＮＯ：ｌ　＋Ｈ２８
０４＋Ｈ２０＞に浸漬して上記モリブデン製１次マンド
レル１を溶解する方法が採用されている。

１次マンドレルどじでモリブデンを用いた場合は、モリ
ブデンの溶融点が高いから、アニール処理や２重螺旋形
コイルフィラメン１へ成形後の熱処理温度を高くするこ
とができ、よってコイリング時に生じる捩り応力による
歪みを除去し易い。しかしながら、モリブデンは硬いか
ら加工し難いばかりでなく材料費が高価であるのでロス
１〜高を招く。

、このため、加工が容易で材料費の安い鉄系ワイヤーを
１次マンドレルとして使用することが考えられる。

〔背景技術の問題点〕

しかし、鉄系ワイヤーはモリブデンに比べて溶融点が低
いため、アニール処理や２重螺旋形コイルフィラメント
成形後の熱処理温度を高くすることができず、この結果
コイリング時に生じる捩り応力が残留して歪みを除去し
切れなくなる傾向がある。

このため完成した２重螺旋形コイルフイラメン１〜５に
捩り応力が残留して、第１０図に示すように、コイル部
長さＬｌが成形時のコイル部長さＬ２より短くなったり
、足部６．６が傾斜（角度θで示す）したり、あるいは
コイル径が変化する。

したがって、フィラメントのマウント作業に支障を生じ
たり、ランプとして完成した場合に点灯特性や寿命特性
に不具合を生じる。

〔発明の目的〕

本発明は上記の事情に着目してなされたもので、その目
的とするのは、素線のコイリング時に捩りの発生を軽減
し、アニール処理や熱処理の温度を低くしても歪みを生
じないようなコイルフィラメントの製造方法を提供しよ
うとするものである。

〔発明の概要〕

本発明は上記目的を達成するため、素線を繰り出すボビ
ンに巻いたこの素線を引き出し方向を回転中心として、
素線を芯線に巻き付ける時に該素線に発生する捩り応力
を漏す方向に回転させるようにし、このボビンの回転に
より捩りを解消するため、歪みの発生を防止するように
したものである。

〔発明の実施例〕

以、下水発明について、第１図ないし第６図に示す一実
施例を参照して説明する。

第１図において１０はボビンであり、第８図に示すよう
な１次コイル３、すなわち、１次マンドレル１にタング
ステンワイヤー素線２を巻回してものを巻装しておる。

ボビン１０は、支持ピン１１を介して支持枠１２に回転
自在に支持されており、この支持枠１２は支持ピン１１
と交差する方向に伸びる支持軸１３を有している。この
支持軸１３は、軸受１４を介してステー１５に回転自在
に支持されている。

１６は素線搬送具であり、素線引出し用チャック１７お
よび素線ガイド１８を備えている。

１９はカッターである。

２０はコイリングヘッドであり、第９図に示す芯線４を
挿通しているとともに素線端部チャック２１を備えてい
る。

前記ボビン１０を回転自在に支持した支持軸１３は、芯
線４の軸線延長上に設置されている。

しかして、第１図に示すように、ボビン１０から導き出
された１次コイル３に巻いた素線搬送具１６の素線引出
し用チャック１７で挟持し、この素線搬送具１６を第２
図に示すように矢印へ方向に移動させるとともに、芯線
４をコイリングヘッド２０から矢印Ｂ方向に突出させる
。そして、素線端部チャック２１を矢印Ｃ方向に回動さ
せて、この素線端部チャック２１により上記１次コイル
３の先端に巻いた芯線４の外面に沿わせて、該芯線４と
ともに挟持する。

この状態で第３図に示すように、コイリングヘッド２０
と芯線４を矢印り方向に等速度で回転させつつ、素線引
出し用チャック１７が開かれた状態の素線搬送具１６を
矢印Ａ方向とは逆方向に等速度で移動させる。

すると、１次コイル３は、第３図および第４図に示すよ
うに、芯線４の周囲に等ピッチで巻回され、これにより
２重螺旋形コイルが成形される。

２重螺旋形コイルが所定巻き数巻回されると、］コイリ
ングヘッド０と芯線４の回転を停止し、しかしながら素
線搬送具１６を矢印Ａ方向とは逆方向に移動させてコイ
リングしない略直線状の足部６を形成する。これにより
、第９図に示された２田螺旋形コイルフィラメント５が
成形される。

次に、芯線４をコイリングヘッド２０から、矢印Ｂ方向
とは逆方向に没入させ、カッター１９により、足部６切
断すると、両端に足部６，６を有する２田螺旋形コイル
フィラメント５が得られる。

ボビン１０に巻装された１次コイル３は、これを成形後
上記ボビン１０に巻装する以前に、予めアニール処理が
施されている。

そして第１図ないし第６図に示す２＠螺旋形コイルフイ
ラメント５の成形工程において、ボビン１０に巻装され
た１次コイル３を第３図および第４図に示す芯線４に巻
回する場合、この１次コイル３を芯線４に１回巻き付け
る度に、従来では１次コイル３に捩りが発生する。しか
しながら、上記本発明の実施例によると、ボビン１０は
支持軸１３により回転自在に支持されているため、ボビ
ン１０から繰り出される１次コイル３に捩りが発生しよ
うとすると、この捩り応力によってボビン１０は、第３
図および第４図中矢印上方向に回転される。この回転は
１次コイル３の捩りを解消する方向であるから、成形さ
れた２田螺旋形コイルフィラメント５に歪みを発生させ
る割合がきわめて少なくなる。

この結果、上記成形された２田螺旋形コイルフィラメン
ト５が第１０図のように変形することが軽減され、また
その熱処理に際し、高い温度で歪み除去をしなくてもよ
くなり、１次マンドレル１として、加工が容易でコスト
の安い鉄系ワイヤーを使用することもできる。

上記方法を実験により確認した結果について説明する。

線径０．０７１ｍのタングステンワイヤー２に巻いた線
径０．１５４ｍのモリブデンよりなる１次マンドレル１
に、コイルピッチＯ，，１１８ｍで巻回して１次コイル
３を形成する。この１次コイル３を上記１次マンドレル
１とともに、１５５０℃の温度で連続アニール処理し、
これをボビンに巻き取る。

このボビンを従来のように固定したまま１次コイル３を
繰り出すようにし、この１次コイル３を太さ０．７５０
ｍのピアノ線よりなる芯線に、コイルピッチ０．４７４
ｍで１４ターン巻回し、かつ両端に足部をそれぞれ形成
した。

一方、上記と同様にして製造された１次コイル３を巻装
してなるボビンに巻いた本発明のように支持軸によって
回転自在に支持して１次コイル３を繰り出すようにし、
この１次コイル３を上記と同様に、太さ０．７５０ｍの
ピアノ線よりなる芯線に、コイルピッチ０．４７４ｍで
１４ターン巻回し、かつ両端に足部をそれぞれ形成した
。

これらそれぞれの方法により製造した２田螺旋形コイル
フィラメントに巻いた各々１５５０°Ｃの温度で再び熱
処理した。

このようにし”て得られた２田螺旋形コイルフィラメン
トについて、歪み変形具合を測定したら以下のデータで
あった。

上記表に示した結果からも明らかなように、本発明方法
によると、コイルフィラメントに歪みを発生させること
が軽減されるので、製造後の変形が少なくなる。

しかも歪みが少ないことから、熱処理温度を低くするこ
とができ、熱処理作業が容易になるとともに、１次マン
ドレルに溶融温度の低いかつ安価な鉄系ワイヤーを使用
することも可能になり、コストダウンにつながる。

なお、本発明は、２田螺旋形コイルフィラメントだけに
制約されるものではなく、１田螺旋形コイルフィラメン
トにも実施可能であり、かつ３田螺旋形コイルフィラメ
ントの場合でも実施できる。

したがって、１田螺旋形コイルフィラメントの場合は、
タングステンワイヤーが本発明で言う素線になるが、２
田螺旋形コイルフィラメントの場合は１次コイルが本発
明で言う素線に相当するものである。

また、上記実施例では、素線ガイド１８を備える素線搬
送具１６を用いるようにしたが、本発明は第７図に示す
ように、ボビン１０をコイリングヘッド’２０に取付け
、コイリングヘッド２０と一体的に回転されるボビン１
０から素線３に巻いた上記コイリングヘッド２０を挿通
する芯線４に巻回するようにしてもよい。この場合、芯
線４は周囲に巻かれたコイルとともに巻取ボビン３０に
巻き取られる。また、第７図に示す実施例では、モータ
ー３１によりボビン１０を強制的に回転させることによ
り、素線３に発生する捩りを打消すようにしている。な
お・、モーター３１などのような機械的もしくは電気的
動力を用いて強制的に捩りを打消す場合は、素線の材質
、太さ、芯線の径、コイルピッチ等の応じて回転を適宜
選ぶことが必要であることは勿論である。

また、第７図の場合は、巻取ボビン３０に芯線とともに
コイルを連続的に巻き取ってゆくので、足部を形成しな
い例であり、本発明は足部を持たないコイルフィラメン
トであってもよい。

ざらに、第７図の実施例から理解できるように、素線３
の供給方向は素線が巻回される芯線と同軸方向に限らず
、芯線と交差する方向から芯線に供給するようにしても
よい。

さらに、第７図の例に見られるように、芯線が回転する
代わりに、ボビン１０が芯線の回りを回転グ後に後き去
り繰返し使用するものに限らず、混酸等の薬品で溶解除
去するものでもさしつかえない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、素線を芯線に巻き
付ける時に、素線を繰り出すボビンに巻いたこの素線を
引き出し方向を回転中心として該素線に発生する捩り応
力を打ち消すように回転させるようにしたので、素線に
捩りが発生しようとするとボビンの回転により捩りを解
消することになり、よって成形されたコイルフィラメン
トに歪みを残さず、フィラメントの変形が軽減される。

このことから、成形後の熱処理温度を低くすることもで
き、かつ２田螺旋形コイルフィラメントの場合には１次
マンドレルを溶融温度の低い材料にすることもできる等
の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明方法の一実施例を示すコイ
リング工程の順を追って示す説明図、第７図は本発明の
他の実施例を説明するための図、第８図ないし第１０図
は背景技術を説明するもので、第８図は１次コイルの図
、第９図は２重コイルの成形時の図、第１０図は２重コ
イルの完成時の図である。 １・・・１次マンドレル、２・・・タングステンワイヤ
ー、３・・・１次コイル、４・・・芯線、５・・・２重
フィラメントコイル、６・・・足部、１０・・・ボビン
、１３・・・支持軸、１６・・・素ｍ搬送具、２０・・
・コイリングヘッド、２１・・・素線端部チャック、３
０・・・巻取りボビン、３１・・・モーター。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ボビンに巻いた素線を引き出し、この素線を、芯
   線との相対的な回転に伴って芯線の回りに巻き付け、こ
   の巻き付け量に応じて上記ボビンから素線を繰り出すよ
   うにしたコイルフィラメントの製造方法において、上記
   芯線の回りに素線を巻き付ける場合に、素線に生じる捩
   り応力を打消す方向に上記ボビンを、素線の繰り出し方
   向を回転中心線として回転させることを特徴とするコイ
   ルフィラメントの製造方法。
2. （２）上記素線は、既に１次マンドレルに巻回された１
   次コイルであり、この１次コイルを上記芯線に巻回した
   場合に２重螺旋形コイルを成形することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のコイルフィラメントの製造方
   法。