JPH0619977B2 - フイラメントコイルの成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はフィラメントコイルの成形装置に関するもので
ある。

従来の技術 一般に、フィラメントコイルは、コイル部とその両端か
ら延びて形成された両足部とからなり、コイル捲線機に
よりタングステン線材を芯線に巻き付け、所定の長さに
切断することにより得ている。

ところが、このようにして得られたフィラメントコイル
では、特に両足部のなす角度が一定しておらず、このた
めこのようなフィラメントコイルをリード線に取付けて
白熱電球を作った場合には、コイル部がリード線にねじ
れて取付けられて、フィラメントコイルが変形すること
があり、その結果所望する配光特性が得られないという
不具合がある。そこで、従来は次に述べるような成形装
置によりフィラメントコイルに加熱成形処理を施して、
白熱電球を完成した際、所望する配光特性が得られるよ
うにしている。すなわち、従来は第５図に示すように、
タングステン棒１を複数個のフィラメントコイル２のコ
イル部２ａ内に通したものを複数本用意し、第６図に示
すように、これらのコイル部２ａを一対のタングステン
成形治具３の凹形の溝５内に入れ、かつ足部２ｂ，２ｃ
を成形治具３の溝５に連続して形成された両斜面上に載
せ、コイル部２ａとともに両足部２ｂ，２ｃを上側の成
形治具４で押圧することにより、フィラメントコイル２
を固定し、これを加熱炉内に入れて水素ガス雰囲気中で
加熱処理して、フィラメントコイル２を成形していた。

発明が解決しようとする問題点 しかし、このような成形装置により成形されたフィラメ
ントコイルにおいては、間接的に加熱処理されるため
に、良化しない部分が生じる。また、成形治具３のコイ
ル部受入用の溝５が凹形をしており、かつ両足部２ｂ，
２ｃを載せるための斜面が溝５と連続して形成されてい
るので、成形治具３として、フィラメントコイル２のコ
イル部２ａの形状，寸法や、フィラメントコイルの両足
部のなす角度に応じてきわめて多くの種類のものが必要
となり、さらに上側の成形治具４としても、下側の成形
治具３に適合するようきわめて多くの種類のものが必要
となり、このためコストが高くつくという問題があっ
た。また、フィラメントコイル２のコイル部２ａの形
状，寸法が変更された場合には、その都度成形治具３，
４全体を別のものに交換しなければならず、交換に手間
取るという問題もあった。さらに、フィラメントコイル
２のコイル部２ａの形状，寸法等のばらつきにより、成
形後のフィラメントコイル２において、特に両足部２
ｂ，２ｃのなす角度に大きなばらつきが発生していた。

本発明は成形後のフィラメントコイルにおいて、両足部
のなす角度のばらつきを小さくすることができ、また必
要とする成形治具の種類を少なくし、さらにフィラメン
トコイルのコイル部の形状，寸法が変更されても、成形
治具をその都度交換する必要のないフィラメントコイル
の成形装置を提供するものである。

問題点を解決するための手段 本発明においてはフィラメントコイルのコイル部を上下
から押圧固定するための上下一対の成形治具と、前記下
側の成形治具上に位置する両足部を押圧固定しかつ両足
部およびコイル部に通電するための２本の電極棒とを有
している。さらに、前記下側の成形治具は一方の足部を
載せるための平坦部と他方の足部を載せるための斜面部
とを備えている。前記一対の成形治具のうち少なくとも
下側の成形治具の平坦部には、コイル部を受入れるため
のＶ字形溝が形成されている。前記２本の電極棒は、そ
の一方が移動することにより形成される平面と他方が移
動することにより形成される平面とがほぼ平行となるよ
うに移動可能でかつ少なくとも一方の電極棒が前記平面
内を回動可能になっている。そして、本発明は下側の成
形治具のＶ字形溝内にコイル部を入れて上側の成形治具
でコイル部の上側を押えることによりコイル部を一対の
成形治具で押圧固定するとともに、下側の成形治具の平
坦部および斜面部上にそれぞれ位置する足部を電極棒で
押圧固定し、この電極棒を通してフィラメントコイルに
通電することにより、このフィラメントコイルを成形す
るものである。

作用 フィラメントコイルのコイル部は下側の成形治具に形成
されたＶ字形溝に入れられ、上下一対の成形治具で押圧
固定されるので、コイル部の形状，寸法が変更されて
も、またはばらついても、コイル部は上下の成形治具で
確実に押圧固定される。それとともに、フィラメントコ
イルの両足部は下側の成形治具の平坦部および斜面部上
に載せられ、２本の電極棒で押圧固定され、これらの電
極棒を通してフィラメントコイルに通電が行われるた
め、フィラメントコイルの成形が良好に行われる。ま
た、両足部の押圧は２本の電極棒で行い、かつそれらの
電極棒の少なくとも一方が回動可能になっているので、
両足部のなす角度に応じて両足部は電極棒で容易に押圧
固定される。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を用いて説明す
る。

第１図は本発明の一実施例であるフィラメントコイルの
成形装置の一部切欠斜視図、第２図は同要部拡大斜視
図、第３図は下側の成形治具の拡大側面図である。

第１図において、カバー７内には上下一対のセラミック
製の成形治具８，９が設けられている。上側の成形治具
８は平板状をしており、フィラメントコイル２の上部を
ばね機構を有する押え具１１により所定の圧力で押圧す
るようになっている。この成形治具８は押え具１１と一
体化されている。下側の成形治具９は第２図に示すよう
に、フィラメントコイル２のコイル部２ａを受入れるた
めのＶ字形の溝１０を有しかつフィラメントコイル２の
一方の足部２ｃを載せるための平坦部９ａと、他方の足
部２ｂを載せるための斜面部９ｂとを備えている（第３
図参照）。斜面部９ｂは平坦部９ａと別体、つまり分離
可能に設けられている。下側の成形治具９は枠体１２で
台１３上に四方を囲まれて固定されている。台１３は搬
送装置１４で矢印ＡからＢの方向へ移送させるようにな
っている。

カバー７の外側には、２つの電極棒固定治具１５，１６
が設けられている。一方の電極棒固定治具１５には溝１
７が半円弧状に形成されており、この溝の中には一方の
電極棒１８の中間部が挿入されている。電極棒１８の一
端部は電極棒固定治具１５から外部へ突出して回動レバ
ーとなっており、他端部はカバー７内に延び、その先端
がフィラメントコイル２の足部２ｂをばね１９により所
定の圧力で押圧固定するようになっている（第２図参
照）。また、電極棒固定治具１５の側面には、溝２０が
半円弧状に形成されており、この溝の中には締付ねじ２
１のねじ部が入れられ、頭部が外部に突出している。し
たがって、電極棒１８は溝１７内を回動可能になってい
る。他方の電極棒固定治具１６には溝２２が直線状に形
成され、この溝の中には他方の電極棒２３の中間部が挿
入され、その一端部は上方へ延び、他端部はフィラメン
トコイル２の他方の足部２ｃをばね２４により所定の圧
力で押圧固定するようになっている（第２図参照）。

２本の電極棒１８，２３は、それらがそれぞれ移動する
ことにより形成される平面が互いにほぼ平行となるよう
に移動可能になっている。

カバー７内には不活性ガス導入用のパイプ２５が設けら
れており、水素と窒素との混合ガス等からなる不活性ガ
スの導入によりコイル部２ａの一帯を不活性ガス雰囲気
とするようになっている。

次に、上記成形装置の動作について説明する。

一方の電極棒１８をばね１９の抗力に反して矢印Ｃ方向
へ引張りながら矢印Ｄ方向またはＥ方向へ回動すること
により電極棒１８を所定の位置に移動させた後、その引
張りを止めると、電極棒１８がばね１９の力で矢印Ｆ方
向へ移動して、フィラメントコイル２の足部２ｂを所定
の圧力で押圧する。そこで、締付ねじ２１を締付けて電
極棒１８を所定の位置に固定する。また、他方の電極棒
２３を矢印Ｇ方向へ引張りながら矢印Ｈ方向またはＩ方
向へ移動させた後、その引張りを止めると、電極棒２３
が矢印Ｊ方向へ移動して、フィラメントコイル２の足部
２ｃをばね２４により所定の圧力で押圧固定する。この
固定はナット２６を締付けることにより行う。

なお、フィラメントコイル２は、カバー７の外におい
て、コイル部２ａが溝１０内に入れられ、成形治具８で
押圧固定され、また両足部２ｂ，２ｃがそれぞれ斜面部
９ｂおよび９ａにそれぞれ載せられ、この状態で、カバ
ー７の入口２７から内部に入れられる。

パイプ２５から不活性ガスをフィラメントコイル２の一
帯に流して不活性ガス雰囲気とする。

しかる後、電極棒１８，２３間に交流電圧３〜９Ｖを印
加してフィラメントコイル２に１〜３秒間通電し、これ
を加熱することにより成形する。

成形終了後、台１３ごと成形治具８，９は搬送装置１４
により移送されて出口（図示せず）からカバー７の外へ
出され、電極棒１８，２３の押圧固定状態を解いてフィ
ラメントコイル２を成形治具８，９から取出すと、成形
フィラメントコイルが得られることとなる。

以上のように構成されているので、本発明実施例のフィ
ラメントコイル成形装置によれば、加熱炉内でフィラメ
ントコイルを加熱処理するという従来の成型装置と異な
り、フィラメントコイル２に通電することにより直接に
加熱し、これによってフィラメントコイル２を成形する
ので、フィラメントコイル２を全体にわたって良化する
ことが可能となる。また、コイル部２ａの形状，寸法に
ばらつきがあっても、コイル部固定用の溝１０がＶ字形
をなしているので、上下一対の成形治具８，９によりフ
ィラメントコイル２を常に良好に固定でき、そのため成
形後のフィラメントコイル２においては両足部２ｂ，２
ｃのなす角度に大きなばらつきが発生しない。さらに、
フィラメントコイル２のコイル部２ａの形状，寸法が変
更されても、溝１０がＶ字形をなしているので、従来と
異なり、下側の成形治具９を何ら交換する必要がない。
しかも、従来の装置であれば、コイル部の形状，寸法が
同一であっても、両足部のなす角度が異なれば、その角
度にも適合する上側および下側の成形治具を用意しなけ
ればならないので、きわめて多くの種類の成形治具が必
要であり、コストも高くついていたのに対し、本発明実
施例の装置によれば、両足部２ｂ，２ｃのなす角度が異
なっても、従来と違い、上側の成形治具８は何ら交換す
る必要がなく、また下側の成形治具９全体を交換する必
要もなく、斜面部９ｂのみを交換すればよいから、成形
治具の種類が大幅に少なくてすみ、コストが安くなり、
その上交換作業が従来よりも容易となる。

さらに、従来は成形治具にタングステン材料を用いてい
たため、それらの表面に汚物が付着して合金を作るなど
の理由から、汚物を簡単に除去することができず、その
結果発熱電球を作った際、振動，衝撃によりフィラメン
トコイルの断線事故を招くことがあった。これに対し
て、本発明実施例のように、成形治具８，９にセラミッ
ク材料を用いると、それらの表面が汚れても、汚物を簡
単に拭き取ることができるので、汚物の付着によってフ
ィラメントコイルの機械的強度が低下するようなことも
なく、したがって振動，衝撃によりフィラメントコイル
２が断線するおそれがない。

次に、本発明の効果を確認した実験例について述べる。

第４図(a)，(b)に示す構造の自動車用フィラメントコイ
ルの捲線加工による寸法ばらつきを目標寸法（両足部の
なす角度θ＝１１０゜）に修正するため、上記フィラメ
ントコイルを各１０個ずつ上記した本発明実施例の装置
と第６図に示す従来例の装置とを用いて成形し、成形フ
ィラメントコイルの両足部のなす角度θを測定したとこ
ろ、下表に示すとおりの結果が得られた。

上表から明らかなように、本発明実施例のフィラメント
コイル成形装置によると、従来の成形装置に比べて、フ
ィラメントコイルの両足部のなす角度のばらつきをきわ
めて小さくすることが可能となる。

なお、上記実施例の装置では電極棒固定治具として、２
つのうち一方のみ回動可能な構造とした例を示したが、
２つとも回動可能な構造としてもよい。なお、この場合
には、下側の成形治具としては、平坦部分の両側に斜面
部を配置する。

また、上記実施例の装置では上側の成形治具としてコイ
ル部を押圧する面が平坦な面を有しているものを示した
が、押圧面にＶ字形溝を形成してももちろんよい。

発明の効果 以上説明したように、本発明のフィラメントコイルの成
形装置によれば、フィラメントコイル全体にわたって確
実に成形することができ、したがって成形後のフィラメ
ントコイルにおいて、両足部のなす角度のばらつきを小
さくすることができる。また、この装置においては上側
および下側の成形治具の種類がきわめて少なくてよく、
その結果フィラメントコイルのコストを低減することが
できる。さらに、この装置によれば、コイル部の形状，
寸法が変更されても、成形治具をその都度交換する必要
がないので、フィラメントコイルの成形作業がきわめて
容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるフィラメントコイルの
成形装置の一部切欠斜視図、第２図は同要部拡大斜視
図、第３図は下側の成型治具の拡大側面図、第４図ａ，
ｂはそれぞれフィラメントコイルの正面図および側面
図、第５図および第６図は従来のフィラメントコイルの
成形装置を説明するための図である。 ２……フィラメントコイル、２ａ……コイル部、２ｂ，
２ｃ……足部、８……上側の成形治具、９……下側の成
形治具、９ａ……平坦部、９ｂ……斜面部、１０……Ｖ
字形の溝、１１……押え具、１５，１６……電極棒固定
治具、１８，２３……電極棒。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小梶 奈津男 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電子 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−46237（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フィラメントコイルのコイル部を上下から
   押圧固定するための上下一対の成形治具と、前記下側の
   成形治具上に位置する両足部を押圧固定しかつ前記両足
   部および前記コイル部に通電するための２本の電極棒と
   を有し、さらに前記下側の成形治具は前記一方の足部を
   載せるための平坦部と前記他方の足部を載せるための斜
   面部とを備え、前記一対の成形治具のうち少なくとも下
   側の成形治具の平坦部には前記コイル部を受入れるため
   のＶ字形溝が形成され、前記２本の電極棒はこの電極棒
   の一方が移動することにより形成される平面とこの電極
   棒の他方が移動することにより形成される平面とがほぼ
   平行となるように移動可能でかつ少なくとも一方の電極
   棒が前記平面内を回動可能になっており、前記下側の成
   形治具のＶ字形溝内に前記コイル部を入れて前記上側の
   成形治具で前記コイル部の上側を押えることにより前記
   コイル部を前記一対の成形治具で押圧固定するととも
   に、前記下側の成形治具の平坦部および斜面部上にそれ
   ぞれ位置する足部を前記電極棒で押圧固定し、前記電極
   棒を通して前記フィラメントコイルに通電することによ
   り、前記フィラメントコイルを成形することを特徴とす
   るフィラメントコイルの成形装置。
2. 【請求項２】下側の成形治具の斜面部が平坦部と分離可
   能になっていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のフィラメントコイルの成形装置。
3. 【請求項３】上側および下側の成形治具がセラミック材
   料からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のフィラメントコイルの成形装置。