JPH03283330A - フライワイヤ式コイル巻線装置 - 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】 Ｃ発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、フィラメントコイルを製造する装置に係り、
フライワイヤ式のコイル巻線装置に関する。

（従来の技術） 管球に使用されているフィラメントコイルはタングステ
ンなどからなる素線を芯線に巻回して成形されているが
、このようなフィラメントコイルを製造する１つの方法
として、実開昭５５−４０９６３号公報等に記載されて
いる通り、フライワイヤ式フィラメント成形方法が知ら
れている。

このものは、モータにて回転駆動されるスピンドルの先
端部に、フィラメント素線を積層して巻取ったボビンを
一体に回転するように取り付けるとともに、このボビン
およびスピンドルの先端部の回りをガイド筒で囲い、が
っ上記スピンドルの中心線に沿って芯線を挿通する挿通
孔を形成した装置が用いられる。

このフィラメント巻線装置では、上記挿通孔を通して上
記スピンドルの先端から芯線を繰り出すとともに上記ス
ピンドルおよびボビンを回転させてこのボビンから遠心
力によりフィラメント素線を振出す。ボビンから飛び出
したフィラメント素線はガイド筒の内面に当たって飛び
出しが規制され、その先端が上記スピンドルの先端より
繰り出されている芯線に向かって案内され、この芯線に
巻回されるようになっている。上記芯線を一定速度で引
き出すと同時に上記スピンドルおよびボビンを一定速度
で回転させれば、芯線の周囲に一定ピッチのコイルが巻
かれてフィラメントが成形されることになる。

このようなフィラメント巻線装置において、上記ガイド
筒の役目は以下の通りである。

すなわち、フィラメント素線が芯線に巻き付く箇所に働
く力をコイリングテンションと称しているが、このコイ
リングテンションが過大である場合はフィラメント素線
が断線し、逆にコイリングテンションが不足の場合は巻
き締め力が弱くなるのでコイルピッチが不揃いになる。

上記ボビンから遠心力により飛び出すフィラメント素線
はこれを自由に振り出せておくと振り出し半径が変動し
、このためコイリングテンションが不安定になる。

そこで、ボビンおよびスピンドルの先端部の回りを上記
ガイド筒で囲って、上記振り出されるフィラメント素線
の飛び出し量を規制している。

すなわち、遠心力によりボビンから飛び出すフィラメン
ト素線は周囲を囲ったガイド筒の内面に当り、それ以上
の半径の拡がりが防止される。そして、この場合にフィ
ラメント素線とガイド筒の内面との間で摩擦力が発生し
、この摩擦力で上記遠心力によるフィラメント素線の引
き出し力を規制し、また、これにより上記フィラメント
素線がガイド筒の内面と接触する位置より芯線に巻き取
られる位置までの間に発生する遠心力を規制し、最適な
コイリングテンションを発生させる作用をなすものであ
る。

（発明が解決しようとする課題） ところで、スピンドルの回転数は従来６０００〜３００
００ｒｐｍ程度であったが、最近生産性の向上が要請さ
れ、回転数を上げて高速化する必要が生じてきた。

回転数を４００００〜５００００　ｒ　ｐｍにした場合
、フィラメント素線に生じる遠心力が増す。

このためフィラメント素線とガイド筒の内面との間に発
生する摩擦力も増大する。

こめ結果、コイリングテンションが大きくなり過ぎ、フ
ィラメント素線が芯線に巻き付く箇所で断線を生じやす
くなる欠点がある。

また、ガイド筒の内面が磨耗してこの面に凹凸を生じ、
この凹凸が更にフィラメント素線との摩擦力を増大させ
る原因になる。

本発明においては、高速回転にしてもコイリングテンシ
ョンの増大を防止し、フィラメント素線の断線を防止す
ることができるフライワイヤ式コイル巻線装置を提供し
ようとするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明においては、フライワイヤ式フィラメント巻線装
置において、ガイド筒をスピンドルと一体に、またはフ
ィラメント素線の接触摩擦による連れ回り回転により回
転させるようにしたことを特徴とする。

（作用） 本発明によると、回転を高速にしてフィラメント素線に
生じる遠心力が増しても、ガイド筒はスピンドルと一体
に、またはフィラメント素線の接触摩擦による連れ回り
回転により回転されるので、フィラメント素線とガイド
筒との間の摩擦力の増大が防止される。したがって、芯
線で引き込む力が大きくならず、つまりコイリングテン
ションの過大を防止することができ、フィラメント素線
の断線を防止することができる。

（実施例） 以下本発明について、図面に示す一実施例にもとづき説
明する。

図において１は装置本体となる機枠であり、この機枠１
にはボール軸受２．３を介してスピンドル４が回転自在
に取り付けられている。スピンドル４の略中間部には従
動歯車５が固定されており、この従動歯車５には駆動歯
車６が噛み合っている。

駆動歯車６は上記機枠１に固定されたモータ７の駆動軸
８に取り付けられている。したがってモータ７が回転す
ると、駆動歯車６および従動歯車５を通じてスピンドル
４が回転されるようになっている。

スピンドル４には中心線に沿って挿通孔９が形成されて
いる。この挿通孔９には芯線１０が挿通されるようにな
っている。

芯線１０は機外の一端に設けたアンワインダ−１１に巻
かれており、このアンワインダ−１１から機外の他端に
設けたワインダー１２に巻き取られるようになっている
。ワインダー１２は図示しない駆動装置で回転され、こ
れにより芯線１０はアンワインダ−１１から繰り出され
ワインダー１２に巻き取られる。

この間に芯線１０は補助プーリ１３．１４で方向を転換
され、上記スピンドル４に形成した挿通孔９を挿通され
る。

スピンドル４の先端部には導出ノズル１５が設けられて
おり、上記挿通孔９を挿通された芯線１０はこの導出ノ
ズル１５から引き出される。

なお、機枠１の一端にはスピンドル４の挿通孔９に対向
して導入ノズル１６が設けられており、この導入ノズル
１６より芯線１０が挿通孔９に案内される。

上記スピンドル４の挿通孔９内には、略中間部に位置し
て防振ノズル１７が、スペーサ１８に押されて取り付け
られている。この防振ノズル１７は上記挿通孔９の孔径
よりも小さな径を有して芯線１０を挿通させており、こ
れにより芯線１０の振動を防止する。

上記スピンドル４の先端部には、ボビン２０が一体の回
転するように固定されている。このボビン２０にはフィ
ラメント素線２１となるタングステンワイヤが積層巻回
されている。このフィラメント素［２１は上記芯線１０
の外周に巻き付けられてコイルとなる。

上記スピンドル４の先端部およびボビン２０の外周部に
はガイド筒２２が設けられている。

ガイド筒２２はこれらボビン２０およびスピンドル４の
先端部を囲っており、上記ボビン２０から繰り出されフ
ィラメント素線２１の飛び出し量を規制する。

本実施例においては、上記ガイド筒２２を回転円板２３
に固定してあり、この回転円板２３はボール軸受２４を
介してスピンドル４に回転自在に支持され、かつ前記ボ
ール軸受２を介して機枠１に回転自在に取り付けられて
いる。したがって、ガイド筒２２は、スピンドル４の回
転に拘らず自在に回転可能となっている。

このような構成の実施例について、作用を説明する。

アンワインダ−１１から引き出された芯線１０は、補助
プーリ１３で方向を転換され、機枠１の一端に設けた導
入ノズル１６よりスピンドル４の挿通孔９に挿入される
。挿通孔９内において芯線１０は防振ノズル１７を通過
され、スピンドル４の先端部に設けた導出ノズル１５か
ら引き出される。そして、この芯線１０は補助プーリ１
３で方向を転換されてワインダー１２に巻き取られる。

このワインダ−１２により芯線１０の引き出し速度を一
定に維持してコイルピッチが制御される。

このような芯線１０に対し、ボビン２０に巻かれている
フィラメント素線２１はボビン２０から引き出されて芯
線１０の外周に係止される。

上記ワインダー１２により芯線１０を所定速度で引き出
すと同時に、モータ７を回転させて駆動歯車６および従
動歯車５を通じてスピンドル４を回転させ、かつボビン
２０を回転させる。

すると、ボビン２０に巻かれているフィラメント素線２
１の巻き端部が遠心力を受けて巻きほぐされる。

この巻きほぐれされたフィラメント素線２１は遠心力を
受けて飛び出し、その周囲を囲っているガイド筒２２の
内面に当たって飛び出しが規制される。

そして、フィラメント素線２１は上記ガイド筒２２に当
っている部分よりも先端が上記スピンドル４から繰り出
されている芯線１０に向かって案内され、この芯線１０
に巻回される。

したがって、ワインダ−１２により芯線１０の引き出し
速度を制御し、かつモータ７によるスピンドル４および
ボビン２０の回転数を制御すれば、芯線１０に形成され
るコイルのピッチが制御される。

このような装置において、スピンドルの回転数を従来の
６０００〜３００００　ｒ　ｐｍ程度から４００００〜
５００００　ｒ　ｐｍに上げた場合、フィラメント素線
２１に生じる遠心力が増す。このためフィラメント素線
２１とガイド筒２２の内面との間に発生する摩擦力も増
大する。

この結果、コイリングテンションが大きくなり過ぎ、フ
ィラメント素線が芯線に巻き付く箇所で断線を生じやす
くなる。

しかしながら、本実施例では、ガイド筒２２を回転円板
２３に固定し、この回転円板２３をポル軸受２．２４を
介して自在に回転可能に支持しであるので、上記フィラ
メント素線２１とガイド筒２２との間の摩擦力が所定以
上に達すると、このガイド筒２２がこの摩擦力を受けて
フィラメント素線２１に連れ回り回転する。

このため、フィラメント素線２１とガイド筒２２との間
の摩擦力が、これ以上大きくならず、したがってフィラ
メント素線２１を芯線４に向かって所定の張力で送るこ
とがでできる。つまり、コイリングテンションの増大が
防止され、フィラメント素線２１が断線するなどの不具
合が防止される。

ゆえに、スピンドル４およびボビン２０を高速回転して
も、コイリングテンションの増大が防止され、フィラメ
ント素線の断線が防止されるものである。

また、フィラメント素線２１とガイド筒２２との間の摩
擦力が抑制されるので、ガイド筒２２の内面に磨耗によ
る凹凸が発生し難くなり、ガイド筒２２の寿命が伸びる
とともに、この凹凸による摩擦力の増大が防止される。

なお、通常、芯線４はモリブデンワイヤにより形成され
ており、上記コイリング装置でコイルを成形した後、王
水などの化学液に浸漬されることによりこの芯線４だけ
が溶解され、コイルが残るように処理される。

また、上記実施例の場合、スピンドル４の挿通孔９の略
中間部に防振ノズル１７を設置したので、芯線４が振動
することが防止される。

すなわち、スピンドル４の挿通孔９を通された芯線１０
は、スピンドル４と一体に回転する。この場合、挿通孔
９の内面と芯線１０との間は芯線１０を通過し易いよう
に隙間を確保しであるが、この隙間が大きいと遠心力に
より芯線１０が振動する。この振動の挙動は、第３図の
想像線１０ａで示されており、縄跳びの縄のような弦運
動を生じる。そして、上記したようにスピンドルの回転
数が４００００〜５００００ｒｐｍにも上昇されると、
共振が生じて上記振幅が大きくなり、このためこの弦運
動が芯線１０の強制振動源となる。

この結果、芯線１０に軸方向の振動が生じ、芯線１０の
引き出し速度が不揃いになるのでコイルピッチにばらつ
きが生じたり、芯線１０が切断する場合がある。

したがって、本実施例の場合は、スピンドル４の挿通孔
９の略中間部に防振ノズル１７を設置したので、上記の
ような芯線１０の振動が防止され、コイルピッチのばら
つきや芯線１０の切断を防止することができる。

なお、上記実施例では、ガイド筒２２がフィラメント素
線２１との摩擦力で連れ回り回転されるようにしたが、
本発明はこれに制約されるものではなく、ガイド筒２２
をスピンドル４と一体的に回転させるようにしても、ガ
イド筒２２とフィラメント素線２１との摩擦力を軽減す
ることができ、コイリングテンションを最適な状態に保
つことができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、フィラメント素線
に生じる遠心力が増しても、ガイド筒はスピンドルと一
体に、またはフィラメント素線の接触摩擦による連れ回
り回転により回転されるので、フィラメント素線とガイ
ド筒との間の摩擦力の増大が防止される。このため、芯
線側から引き込む力を大きく必要とせず、つまりコイリ
ングテンションの過大を防止することができ、フィラメ
ント素線の断線を防止することができる。よって、高速
回転による生産性の向上に有効となるなどの効果がある
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図はフィラメント
巻線装置の断面図、第２図はガイド筒部分の斜視図、第
３図は芯線の振動を説明する図である。 １・・・機枠、２．３．２４・・・軸受、４・・・スピ
ンドル、７・・・モータ、９・・・挿通孔、１０・・・
芯線、１７・・・防振ノズル、２０・・・ボビン、２１
・・・フィラメント素線、２２・・・ガイド筒。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 回転駆動されるスピンドルの先端部にフィラメント素線
   が巻かれたボビンを一体に回転するように取り付けると
   ともに、このボビンおよびスピンドルの先端部の回りを
   ガイド筒で囲い、上記スピンドルの中心線に沿って芯線
   を挿通する挿通孔を形成し、上記芯線をこの挿通孔を通
   して上記スピンドルの先端から繰り出すとともに上記ス
   ピンドルおよびボビンを回転させてこのボビンから遠心
   力によりフィラメント素線を振出し、上記ガイド筒でこ
   のフィラメント素線の飛び出しを規制するとともにこの
   フィラメント素線を上記スピンドルの先端から導出され
   る上記芯線に向けて案内し、このフィラメント素線を芯
   線に巻回するようにしたコイル巻線装置において、 上記ガイド筒をスピンドルと一体に、または上記フィラ
   メント素線の接触摩擦による連れ回り回転により回転さ
   せるようにしたことを特徴とするフライワイヤ式コイル
   巻線装置。