JP4253573B2 - 電球の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、フィラメントを懸架する導入線をガラスビーズで保持する形式の白熱電球や
放電灯などの電球の製造方法に係り、特にこの種電球の製造時における歩留まりを向上し、優れた信頼性を備えた電球の製造方法に関する。

近年、この種電球、例えばウェッジベースランプ等は自動車等の計器類、音響機器の操
作部における表示灯等の照明用に多用されている。
これら電球の構成は、下記特許文献１に示されるように、ガラスビーズ１により離間して支持された一対のリード線２ａ、２ｂ（以下「導入線」と称す）の一端側にフィラメント３を架装してマウント４を形成し、このマウント４をガラスバルブ５内に封入して電球を構成している。

また、その製造方法は、加熱加工前のリング状のガラスビーズ１の中に導入線の中間部分を挿入し、ガスバーナーによりガラスビーズ１の周囲を加熱、溶融させて固化し、導入線２ａ、２ｂを離間させた状態に保持する。

さらに、一対の導入線２ａ、２ｂの一端側を折り曲げてフィラメント３間の寸法を調整し、導入線２ａ、２ｂの一端側にフィラメント３を架装してマウント４を構成する。

次に上記のように構成されたマウント４を一端が封止された円筒状のガラスバルブ５内に挿入し、導入線２ａ、２ｂの他端をガラスバルブ５の開口部から導出し、ガラス製の排気管６をガラスバルブ開口部の所定の位置に配置する。

その後、ガラスバルブ５の開口部を加熱し、両側から圧潰して気密に封止する。

次に排気管６を介して圧潰して封止したガラスバルブ５内の空気を排気し、排気したガラスバルブ５内に不活性ガス等を封入し、排気管６を加熱溶融して圧潰封止した後、排気管の不要な部分を取り除く。

さらに、ガラスバルブ５の封止部分から導出された一対の導入線２ａ、２ｂを折り曲げ
て電気的な端子部を形成し電球を構成するようになっている。
特開２００１−２０２９２５号公報

しかしながら、この種電球は極めて線径の細いコイル状のフィラメントや導入線、さらには破損し易いガラス等を有し、これら部品を厳密に管理しながら製造する必要があり、製造工程時における歩留まりの向上が、この種電球における課題の一つとなっている。

この種電球における不良品の内容を分析すると、フィラメント断線の現象が多く、その発生原因を調査・分析した結果、ガラスバルブ内の異物の存在、特に動く異物の存在がフィラメント断線と因果関係があることが判明した。

動く異物の主なものは、ガラスや金属等であり、特に動くガラスがフィラメントに付着した場合、フィラメントのガラス付着部が局部的に加熱し、この一部加熱現象が繰り返されることにより、ついにはフィラメントが断線に至ってしまう。

動くガラスの異物発生の要因は、ガラスバルブ内に封入されているガラスビーズが主たる発生源で、その発生要因としては、ガラスビーズを加熱、溶融して固化させ、一対の導入線を離間させた状態に構成した後に、フィラメント間の寸法を調整するため、一対の導入線の一端側を折り曲げる工程が必要であり、この工程の際に、ガラスビーズと導入線との接触部分において、ガラスビーズに力が加わり、これによりガラスが欠ける現象が発生する。

この現象を、さらに詳細に分析すると、図８の従来の電球におけるガラスビーズの断面図に示すように、ガラスビーズを加熱・溶融させる際に、ビーズ全体をガスバーナーの炎により加熱するため、溶融したガラスは、導入線２ａ、２ｂとの接触部分、いわゆる導入線の付け根部において導入線２ａ、２ｂの表面に対して毛細管現象により薄いガラス被覆状にせり上がり、このせり上がり部分Ｘは先端部が薄くなった断面略三角形状をなしており、特にこの先端の薄くなった部分のガラスに、導入線２ａ、２ｂの折り曲げ加工のときに欠けや微細なクラック（亀裂）現象が発生する。

この内、ガラス破片は電球完成後の検査により除去されるが、微細なクラック（亀裂）の状態で、ガラス破片の検査を通過した電球が、その後の実使用における振動・衝撃等を受けて微細なクラックが進行し、動くガラス片となってフィラメントコイルに付着することで、本来のランプ寿命よりも短い時間で、フィラメントコイルが断線するという重要な問題の要因であることが判明した。

このガラスの欠けや微細なクラック（亀裂）現象を、如何に防ぎガラスバルブ内での動く異物であるガラス破片をなくすことが、この種電球における歩留まりの向上と電球の信頼性向上のための重要な課題となった。

本発明は、上述した課題を解決することを目的とし、ガラスビーズの加熱時に、ビーズ外表面と導入線との接触部におけるビーズ表面の導入線へのせり上がりを抑制して、ガラスビーズの欠けを極力防止することを可能となし、歩留まりを向上し、優れた信頼性を備えた電球及び電球の製造方法を提供しようとするものである。

請求項１に記載の電球の製造方法の発明は、ガラス製のビーズを加熱溶融することにより、フィラメントを懸架する一対の導入線を離間して保持するようにした電球の製造方法において、前記ビーズの側面下方部分を主として加熱する工程を有することを特徴とする。

本発明によれば、ビーズの側面下方部分を主として加熱する工程を有する方法で電球を製造することにより、導入線の折り曲げ加工時などに発生し易いガラスビーズの欠けや微細なクラックの発生を極力防止することが実現できる。

本発明において、「ビーズの側面下方部分を主として加熱する工程」は、例えば、加熱加工前のリング状の円筒をなすビーズの穴を縦にして見た場合における水平方向に面する側面を意味し、下方部分はその側面における下方に位置する部分を意味しているが、厳密に管理された下方の位置である必要はなく、概略的な下方部分であればよい。さらに、円筒をなすビーズの対向する両側面の下方部分を両側から加熱することが好ましいが、側面全周の下方部分を加熱するようにしてもよい。

また、その加熱方法は、ビーズ側面の下方部分のみを斜め上方から局部的に加熱しても、また、比較的に細く絞り込まれた斜め上方からの炎によりビーズ側面の下方部分、下面部分及び中央部分の一部を含めて加熱し、その内の下方部分を主として加熱することが好ましいが、下面部分及び中央部分の一部を含めて加熱することは必要条件ではなく、下方部分以外の加熱範囲及び炎の大きさ、方向、火力等については、製法設計上の問題として適宜選択して決定すればよい。

さらに、ビーズの側面下方部分を主として加熱する工程の前に、予備加熱工程や本焼きの工程を行い、本発明の下方部分を加熱する工程を仕上げの工程として位置付けることが好ましいが、本発明の加熱工程の前または後に、別の加熱工程等を行うことは必要条件ではなく、製法設計上適宜選択されるもので、ビーズの加熱を開始してからビーズが溶融し、固化するまでの加工期間中のいずれかのタイミングで、ビーズ側面の下方部分が加熱されるようにすればよい。
請求項２に記載の電球の製造方法発明は、請求項１に記載の電球の製造方法発明において、前記ビーズの側面下方部分を主として加熱することで、前記ビーズ外表面と導入線との接触部において、前記ビーズ表面の導入線へのせり上がりを抑制する凹部を形成したことを特徴とする。
本発明によれば、ビーズの側面下方部分を主として加熱することで、ビーズ表面の導入線へのせり上がりを抑制する凹部を構成することができ、導入線の折り曲げ加工時などに発生しやすいガラスビーズの欠けや微細なクラックの発生を極力防止することが実現できる。
本発明において、「ビーズ表面」とは、ビーズ外表面と導入線との接触部を意味する。
本発明において、「ビーズ外表面と導入線との接触部」は、ビーズの外表面と導入線の外表面との接触部分、いわゆる導入線の付け根部を意味し、通常はフィラメント側導入線の外表面とビーズの外表面との接触部分であることが好ましいが、電球の形態、性能等によってはフィラメントの反対側、すなわち電気的な端子側導入線の外表面とビーズ外表面との接触部分であってもよい。さらには、フィラメント側及び端子側の両方の導入線とビーズ外表面との接触部分であってもよい。
ビーズ外表面は、平坦面である必要はなく、ビーズ外表面が陥没した状態になっている
ときには、陥没した底面の凸凹した湾曲した表面であることも含み、要はビーズの外気に
接する表面部分を意味している。
さらに、「ビーズ表面の導入線へのせり上がりを抑制する」とは、ガラスビーズの外表
面と導入線との接触部分において、ビーズの表面部分が導入線の表面部分に沿って、せり
上がった状態を意味し、例えば、上述したように、せり上がったビーズ部分の断面形状が
、上方の幅が薄く下方に向かって厚くなるような略三角形をなしている状態を意味するが
、その形状には特に限定はされず、要はビーズが薄くなった状態で導入線に付着している
状態全てを含むものであり、さらに、上述したようなビーズ表面の導入線へのせり上がり
が完全に無くなることのみを意味しているのではなく、多少せり上がり部分が残存するこ
とも含み、要はガラスビーズの欠けや微細なクラックの発生を防止できる程度にせり上が
りを抑えればよい。
また、「ビーズ表面の導入線へのせり上がりを抑制する凹部」は、ビーズの外表面とフィラメント側導入線との接触部分が陥没した状態になってビーズに凹部が構成され、この凹部の形成過程においてビーズ表面の導入線へのせり上がりが抑制されることを意味し、特に、クレータ状の凹部がそれぞれの導入線を中心として、比較的深く形成されていることが、せり上がり抑制のためには好ましいが、凹部の形状、深さ等は特に限定されない。要はビーズ表面の導入線へのせり上がりを抑制するような凹部であればよい。

請求項３に記載の電球の製造方法の発明は、請求項１に記載の電球の製造方法において、ビーズの側面全体を主として加熱する工程と、ビーズの側面中央部分を主として加熱する工程と、前記ビーズの側面下方部分を主として加熱する工程とを有することを特徴とする。

本発明によれば、ビーズの側面全体を主として加熱する工程と、ビーズの側面中央部分を主として加熱する工程と、ビーズの側面下方部分を主として加熱する工程を有する方法で電球を製造することにより、ビーズ表面の導入線へのせり上がりを抑制する凹部をより確実に構成することができ、導入線の折り曲げ加工時などに発生し易いガラスビーズの欠けや微細なクラックの発生を極力防止することが実現できる。

本発明は、予備加熱工程であるビーズの側面全体を主として加熱する工程、次に本焼きの工程であるビーズの側面中央部分を主として加熱する工程、次に下方部分を加熱する仕上げの工程を順次行い、より確実にビーズ表面の導入線へのせり上がりを抑制する凹部を構成することを意味しているが、各工程が行われる順番は、必ずしも上記の順序に限定されることなく、製法設計上適宜選択するようにしてもよい。

本発明において、「ビーズの側面全体を主として加熱する工程」は、例えば、加熱加工前のリング状の円筒をなすビーズの穴を縦にして見た場合における水平方向に面する側面を意味し、円筒をなすビーズの対向する両側面全体を両側から加熱することが好ましいが、側面全周を加熱するようにしてもよい。

その加熱方法は、ビーズの側面のみを斜め上方から局部的に加熱しても、また、火力の小さい穏やかな、斜め上方からの炎によりビーズの側面、上面部分及び下面部分を含めて加熱するようにし、その内の側面部分全体を主として加熱することが好ましいが、上面部分及び下面部分を含めて加熱することは必要条件ではなく、側面以外の加熱範囲及び炎の大きさ、方向、火力等については、設計上適宜選択して決定すればよい。

「ビーズの側面中央部分を主として加熱する工程」は、例えば、加熱加工前のリング状の円筒ビーズの穴を縦にして見た場合における水平方向に面する側面を意味し、また中央部分はその側面における中央に位置する部分を意味しているが、厳密に管理された中央の位置である必要はなく、概略的な中央部分であればよい。さらに、円筒をなすビーズの対向する両側面の中央部分を両側から加熱することが好ましいが、側面全周の中央部分を加熱するようにしてもよい。

また、その加熱方法は、ビーズ側面の中央部分のみを斜め上方から局部的に加熱しても、また、比較的に細く絞り込まれた斜め上方からの炎によりビーズ側面の中央部分、下方部分及び上方部分の一部を含めて加熱し、その内の中央部分を主として加熱することが好ましいが、下方部分及び上方部分の一部を含めて加熱することは必要条件ではなく、中央部分以外の加熱範囲及び炎の大きさ、方向、火力等については、設計上適宜選択して決定すればよい。

本発明における「ビーズの側面下方部分を主として加熱する工程」は、上記請求項１の発明と同様の技術的意義を有している。

請求項４に記載の電球の製造方法の発明は、請求項１または３に記載の電球の製造方法において、ビーズの側面下方部分を主として加熱する工程は、側面下方部分における中央部分の火力を両側に比し強くしたことを特徴とする。

本発明によれば、ビーズの側面下方部分を主として加熱する工程を、側面下方部分における中央部分の火力を両側に比し強くした方法で電球を製造することにより、ビーズ表面の導入線へのせり上がりを抑制する凹部をより確実に構成することができ、導入線の折り曲げ加工時などに発生し易いガラスビーズの欠けや微細なクラックの発生を極力防止することが実現できる。

本発明において、「側面下方部分における中央部分の火力を両側に比し強くした」方法は、例えば、ビーズを加熱するガスバーナーとして３穴の火口を有するバーナーを用い、３穴の火口の内、中央の火口の口径を両側の火口より大となし、中央の火口より出る炎を両側の炎より強くして、斜め上方からビーズ側面下方部分を加熱することにより、中央部分が両側に比し強い火力で加熱され、より確実にビーズ表面の導入線へのせり上がりを抑制する凹部が構成されることを意味しているが、火口の口径、炎の大きさ、方向、火力等、具体的なバーナーの構成については、上記に例示した内容には限定されず、種々の変更が可能である。

請求項１の発明によれば、ビーズの側面下方部分を主として加熱する工程を有する方法で電球を製造することにより、導入線の折り曲げ加工時などに発生し易いガラスビーズの欠けや微細なクラックの発生を極力防止することが実現でき、歩留まりが向上し、優れた信頼性を備えた電球の製造方法を提供することができる。
請求項２の発明によれば、ビーズの側面下方部分を主として加熱することで、前記ビーズ表面の導入線へのせり上がりを抑制する凹部を形成する方法で電球を製造することにより、ビーズ表面の導入線へのせり上がりを抑制する凹部を構成することができ、導入線の折り曲げ加工時などに発生しやすいガラスビーズの欠けや微細なクラックの発生を極力防止することが実現でき、歩留まりが向上し、優れた信頼性を備えた電球の製造方法を提供することができる。

請求項３の発明によれば、ビーズの側面全体を主として加熱する工程と、ビーズの側面中央部分を主として加熱する工程と、ビーズの側面下方部分を主として加熱する工程を有する方法で電球を製造することにより、ビーズ表面の導入線へのせり上がりを抑制する凹部をより確実に構成することができ、導入線の折り曲げ加工時などに発生し易いガラスビーズの欠けや微細なクラックの発生を極力防止することが実現でき、歩留まりが向上し、優れた信頼性を備えた電球の製造方法を提供することができる。

請求項４の発明によれば、ビーズの側面下方部分を主として加熱する工程を、側面下方部分における中央部分の火力を両側に比し強くした方法で電球を製造することにより、ビーズ表面の導入線へのせり上がりを抑制する凹部をより確実に構成することができ、導入線の折り曲げ加工時などに発生し易いガラスビーズの欠けや微細なクラックの発生を極力防止することが実現でき、歩留まりが向上し、優れた信頼性を備えた電球の製造方法を提供することができる。

以下、本発明に係る電球及び電球の製造方法の第一実施形態について説明する。

図１は第一実施形態の電球を拡大して示す斜視図、図２は第一実施形態の電球のマウントを拡大して示す正面図、図３は第一実施形態の電球のマウントを拡大して示す側面図、図４は第一実施形態の電球のマウントを拡大して示す上面図、図５は図４のＡ−Ａ線に沿う断面図、図６は、第一実施形態の電球の製造方法を概略的に示す工程図で、「ビーズ仮固定工程」から「フィラメント懸架工程」までのビーズは説明上拡大して示してある。

図７−１は、本発明の第一実施形態の電球の製造方法におけるビーズ加熱工程の内容を概略的に示す説明図で、（ａ−１）（ｂ−１）（ｃ−１）は正面から見た説明図、（ａ―２）（ｂ−２）（ｃ−２）は側面から見た説明図、（ａ−３）（ｂ−３）（ｃ−３）（ｃ−３′）は各加熱工程時におけるビーズの形状を概略的に示す側面から見た説明図。

図７−２は、図７−１に続く本発明の第一実施形態の電球の製造方法における加熱工程の内容を概略的に示す説明図で、（ｄ−１）（ｅ−１）は正面から見た説明図、（ｄ−２）（ｅ−２）は側面から見た説明図、（ｄ−３）（ｄ−３′）（ｅ−３）は各加熱工程時におけるビーズの形状を概略的に示す側面から見た説明図である。

まず、本実施形態の電球の構成を図１〜図５に従い説明する。

図１において、１０はウェッジベース形（Ｔ５タイプ）の電球で透光性の気密性容器であるガラスバルブ１１と、ガラスバルブ内に封入されたマウント１２と、排気管部を含めた封止部１３とから構成されている。

ガラスバルブ１１の頂点から封止部１３下端までの、電球としての高さ寸法は約２０ｍｍ、ガラスバルブ１１の外直径は約４．７５ｍｍ、或いは約４．８５ｍｍ（肉厚０．５２ｍｍ）に構成されている。

なお、以下、マウント１２を上側、封止部１３を下側として説明する。

ガラスバルブ１１は、材質が透明な軟質、或いは鉛を含まない軟質鉛フリーガラスで、一端が封止され他端に開口部１１ａ（図２破線で示す）を有して構成されている。

マウント１２は、図２に示すように一対の導入線１４ａ、１４ｂと、一対の導入線を所定寸法で離間させて保持するためのガラス製のビーズ１５と、一対の導入線の上端部に懸架されたフィラメント１６と、フィラメントの略中央部分を持ち上げて略逆Ｖ字状に支持するアンカー
１７で構成されている。

一対の導入線１４ａ、１４ｂは、材質が鉄ニッケル合金に、銅を被覆したジュメット線にＮｉメッキが施されている。導入線の直径は約０．２５或いは０．３ｍｍに構成され、その円柱状をなす上端部の両面が圧縮されて断面が略小判形をなした扁平部１４ｄを形成し、その先端を折り返して形成したフック部１４ｃの内側にフィラメント両端のレグ部１６ａを位置させ、この状態で折り返されたフック部１４ｃを圧縮してレグ部１６ａを挟持し、フィラメント１６の両端を一対の導入線１４ａ、１４ｂの上端部に懸架している。

アンカー１７は、材質がモリブデンで、線径０．１２或いは０．１５ｍｍの線で構成されている。

ガラス製のビーズ１５は、前記ガラスバルブ１１と同様な材質の透明ガラスで構成され、加熱加工前の外径が３．１５ｍｍ、内径が２．３５ｍｍ（肉厚０．４ｍｍ）、高さが１．５ｍｍのリング状の円筒から構成され、これを加熱、溶融し固化させてガラス塊にすることにより、図２に示すように一対の導入線１４ａ、１４ｂが離間する寸法ａを約０．８ｍｍの所定の寸法で保持するように構成している。

ビーズ１５は、電球として構成した際にガラスバルブ１１内に透視して見えるように位置させて構成する。

さらに、ビーズ１５は、図５に示すように、加熱、溶融し固化することによりガラス塊となり、ビーズ１５の外表面とフィラメント１６側導入線１４ａ、１４ｂの外表面との接触部分、いわゆる導入線の付け根部である図５のＹ部分が陥没し、クレータ状の比較的深い凹部１５ａ，１５ｂがそれぞれの導入線１４ａ、１４ｂを中心として形成され、さらに各クレータ状の凹部１５ａ、１５ｂが連続した状態の凹部１５ｃが形成されている。

なお、上記のようにビーズ１５の外表面とフィラメント１６側導入線１４ａ、１４ｂの外表面との接触部分Ｙが陥没して形成されていることにより、従来のようにビーズ表面の導入線へのせり上がりのＸ部分はない状態に構成されている。

さらに、上述のように構成されたビーズ１５と一対の導入線１４ａ、１４ｂは、そのビーズの外表面と導入線の外表面との接触部分Ｙに近接する部分、図５のｂ寸法約０．２ｍｍの部分は、断面円形の素線状態の素線部１４ｅがビーズ１５の外表面から突出し露出している状態となっており、この部分で導入線１４ａ、１４ｂの上方先端が外側に拡大するように折り曲げられ、さらにこの部分で後述するフィラメント１６間のｃ寸法（図２）を約２．７〜２．９ｍｍに調整するために折り曲げ加工によるピッチ調整が行われる。

上記のように構成されたマウント１２をガラスバルブ１１の開口部１１ａから挿入し、導入線１４ａ、１４ｂ下端の平坦部１４ｆ、１４ｆをガラスバルブ１１の開口部１１ａから導出し、ガラス製の排気管１８（図１に破線で示す）をガラスバルブ開口部１１ａの所定の位置に配置して、ガラスバルブ５の開口部１１ａを加熱、溶融し、両側から圧潰して気密に封止し封止部１３を構成する。

さらに、ガラスバルブ１１の封止部１３から導出された一対の導入線１４ａ、１４ｂの平坦部１４ｆ、１４ｆを、それぞれが封止部１３の両面に対向するように、互いに逆方向に折り曲げて電気的な端子部１９ａ、１９ａを構成する。

次に排気管１８を介して圧潰封止したガラスバルブ１１内を排気して真空にした状態で排気管１８を加熱封止した後、不要部分を取り除いて封止部１３を構成する。

上記のように構成されたウェッジベース形の電球１０は、ガラスバルブ１１内にガラス破片が動く異物として存在しない電球として構成され、自動車の計器盤を構成する回路基板等に装着されたソケットに、端子部１９ａ，１９ａが押し込まれ、これにより電源が投入されて点灯し、計器盤の表示灯として照明をするようになっている。

本実施形態において、ガラス製のビーズ１５の材質、寸法、導入線を支持する位置等は、各種の電球の形式、種類に応じて種々の変更が可能である。

ビーズ１５は、電球として構成した際に、ガラスバルブ１１内に透視して見えるに構成したが、ガラスバルブの開口部１１ａにおける封止の際に、この封止部１３の中にビーズ１５が埋没されるようにしてもよい。

ビーズ１５の凹部１５ｃの形状は、クレータ状の比較的深い凹部１５ａ、１５ｂが連続した状態の凹部に構成したが、各クレータの凹部１５ａ、１５ｂが連続した状態でなくても、また深さは浅いものでもよく、凹部の形状、深さは種々変更が可能である。

本実施形態では、ビーズ１５表面の導入線１４ａ、１４ｂへのせり上がりが完全に無くなった状態にしたが、一部にせり上がり部分が残存していてもよい。

導入線１４ａ、１４ｂの材質、線径、さらに導入線の離間寸法等は種々の変更が可能である。

フィラメント１６の材質、寸法、懸架形状、懸架方法等も種々の変更が可能である。

ガラスバルブ１１は、光の透過率や機械的な強度等を考慮して決められればよく、材質、形状等は種々の変更が可能である。

本実施形態では、ガラスバルブ１１内を真空としたが、ネオン、アルゴン、キセノン等の不活性ガス、あるいはこれらの混合ガスを封入してもよい。

さらに、電球の形態としてはウェッジベース形の電球でなくても他の小型の白熱電球であってもよい。

次に、本実施形態の電球の製造方法を図６、図７−１、図７−２に従い説明する。

図６は、第一実施形態の電球の製造方法を概略的に示す工程図で、「ビーズ仮固定工程」「導入線曲げ工程」「ビーズ加熱工程」「アンカー支持工程」「フック形成・導入線ピッチ調整工程」「電極端子成形工程」「フィラメント懸架工程」「ガラスバルブ挿入工程」「バルブ封止工程」「電極リード成形工程」「排気工程」の各工程が、上記に記載した順番で施工されるようになっている。

上記各工程は、自動化されたマシーンで構成されており、上述した各工程は、本実施形態の全ての工程を記載したものではなく、主要な工程を抽出して説明したものである。

まず、「ビーズ仮固定工程」で、加熱加工前のリング状の円筒をなすガラス製のビーズ１５の穴に、下方の片端をマシーンの保持体２０（図７−１）で支持固定した一対の導入線１４ａ、１４ｂを通し、所定の位置でビーズ１５を仮固定する。

この際、ビーズ１５を加熱したときに、導入線１４ａ、１４ｂが所定の位置になるように管理する。

次に「導入線曲げ工程」に移動する。

ビーズ１５に挿入され平行状態になっている一対の導入線１４ａ、１４ｂを、その素線１４ｅの上方の部分Ｙで、上方が拡大し、さらに下方を外側に一旦拡大させから、平坦部１４ｆ、１４ｆが平行になるように折り曲げて成形する。

これにより、加熱加工前のリング状の円筒をなすビーズ１５の穴に一対の導入線１４ａ、１４ｂが挿入され、ビーズ１５が仮固定された状態の一次的な半マウント１２′が構成される。

この半マウント１２′は、図７−１（ａ−１）に示されるように、自動マシーンのチャック２１に立てた状態で支持されており、チャック２１の上面には、Ｖ字形の溝よりなる凹部２１ａがビーズ１５の下面に対向して形成されている。

次に、上記のように保持体２０、チャック２１に支持された半マウント１２′を「ビーズ加熱工程」に移動する。

「ビーズ加熱工程」は、ビーズの予備加熱工程である「第１バーナーの工程」、ビーズの本焼き工程である「第２バーナーの工程」、ビーズ仕上げ焼きの工程である「第３バーナーの工程」の３工程を有している。

先ず、加熱工程前のビーズ１５の形状は、図７−１（ａ−３）に示すようにリング状の円筒をなし、「第１バーナーの工程」に移動される。

なお、ビーズ１５は、上述のように一対の導入線１４ａ、１４ｂの下方の片端をマシーンの保持体２０で支持固定しているので、回転等はしない状態になっており、各バーナーの工程の際には、バーナーの炎はビーズの同一箇所を加熱するようになっている。

まず、ビーズの予備加熱工程である「第１バーナーの工程」は、図７−１（ｂ−１、ｂ−２）に示すように、バーナーは１穴のバーナー２２で構成され、ビーズ１５を左右から均等に加熱するために、同一仕様のバーナーが一対用意され、各バーナー２２，２２の１穴の火口２２ａ、２２ａの方向は、ビーズ１５の左右の斜め上方に設置されている。

各バーナー２２，２２の１穴の火口２２ａ、２２ａは、後述する他のバーナーより比較的大きな口径の火口を有しており、その火口から火力の緩やかな炎で、ビーズ１５の左右の斜め上方から加熱し、これにより一対の導入線が挿入されたビーズ１５の側面全体を主として、ビーズ全体が熱せられる。

この第１バーナーの工程により、ビーズ１５は図７−１（ｂ−３）に示すように表面の角の部分が少し溶融し始めた状態となる。

この状態から、次のビーズの本焼き工程である「第２バーナーの工程」に移動する。

この工程は、図７−１（ｃ−１）（ｃ−２）に示すように、バーナーは２穴のバーナー２３で構成され、ビーズ１５を左右から均等に加熱するために、同一仕様のバーナーが一対用意され、各バーナー２３，２３の２穴の火口２３ａ、２３ａの方向はビーズ１５の左右の斜め上方に設置されている。

各バーナー２３，２３の２穴の火口２３ａ、２３ａは、第１バーナーの工程のバーナー２２の１穴の火口２２ａ、２２ａより、細く絞り込まれた口径の火口を有しており、その火口から細く絞り込まれた炎をビーズ１５の左右の斜め上方から、ビーズ１５の側面中央部分の位置Ａに放射する。

これによりビーズ１５の側面中央部分が主として熱せられて溶融がさらに加速され、溶融したガラスは表面積が最も小さくて安定する球状になろうとする（図７−１（ｃ−３′））。

このようにして、ビーズ１５はリング状の円筒をなす形状から球状に変形し始めることで、一対の導入線１４ａ、１４ｂが挿入されている円筒中心の穴が小さくなり、各導入線の表面にガラスが溶着し始め、図７−１（ｃ−３）に示す状態となる。

この状態から、次の仕上げ焼きの工程である「第３バーナーの工程」に移動する。

この工程は、図７−２（ｄ−１）（ｄ−２）に示すように、バーナーは３穴のバーナー２４で構成され、ビーズ１５を左右から均等に加熱するために、同一仕様のバーナーが一対用意され、各バーナー２４，２４の３穴の火口２４ａ、２４ａ、２４ａの方向は、ビーズ１５の左右の斜め上方に設置されている。

各バーナー２４，２４の３穴の火口２４ａ、２４ａ、２４ａは、第２バーナーの工程のバーナー２２の２穴の火口２３ａ、２３ａより、細く絞り込まれた口径の火口を有し、特に中央の火口２４ａは両側の火口２４ａ，２４ａより多少大きな口径となっており、その火口から、全体としては第２バーナーの工程のバーナーの炎より細く絞り込まれているが、中央部の炎が左右の炎より強くなるようにした炎をビーズ１５の左右の斜め上方から、ビーズ１５の側面下方部分の位置Ｂに放射し、ビーズ１５の側面下方部分を主として加熱する。

これにより、全体的に軟化溶融して球状になり始めたビーズ１５の下方部分が他の部分より強く加熱されることで、下方部分のガラスが早く溶融し、ビーズの円筒中央の穴が先に塞がれて各導入線の表面にガラスが溶着する。

さらに、ビーズ１５の下方が先に小さくなることで、ビーズの内壁上部の軟化したガラスは、下方中心部に向けて引き込まれることで、ビーズの上方に窪み１５ａ′が生成される（図７−２（ｄ−３′））。この際、中央部の炎が左右の炎より強くなるようにして加熱されるので、より確実に深い窪みが形成される。

このとき、ビーズ上方の窪み１５ａ′に接する各導入線の表面ではガラスのせり上がりと逆の方向（下方）にガラス表面が移動することで、せり上がり高さがなくなる。もしくは殆どなくなる。

加えて、ビーズ１５への炎による加熱焦点が上述のようにビーズの側面下方部分であるため、導入線１４ａ、１４ｂの上部は温度が下がり易く、一方溶融し中央が下方に引き込まれながら球形に近づいているガラスは、導入線の方の温度が低いことで毛細管現象の作用が少なくなり、その結果ビーズ上方の窪み１５ａ′に接する各導入線の表面ではガラスのせり上がりもなくなる。もしくは殆どなくなる。

この点に関し、従来は、ガラスビーズを加熱・溶融させる際に、ビーズ全体を炎により加熱するため、溶融したガラスは導入線との接触部分、いわゆる導入線の付け根部において、導入線の表面に対して毛細管現象によりせり上がりが生じ、さらに、導入線とビーズは殆ど同じ温度に加熱されるためにより毛細管現象が生じやすくなってせり上がり易くなっていた。

上記のガラスのせり上がりもなくなる。もしくは殆どなくなった状態で、ビーズ１５及び一対の導入線１４ａ、１４ｂが冷却され、ビーズ及び一対の導入線からなる半マウント１２′は図７−２（ｅ−１）、（ｅ−３）、詳細には図５に示すように構成される。

すなわち、ビーズ１５は略球形のガラス塊の状態に変化し、そのガラス塊となったビーズ１５の外表面とフィラメント１６側導入線１４ａ、１４ｂの外表面との接触部分、いわゆる導入線の付け根部Ｙが陥没し、クレータ状の比較的深い凹部１５ａ、１５ｂがそれぞれの導入線１４ａ、１４ｂを中心として形成され、さらに各クレータ状の凹部１５ａ、１５ｂが連続した状態の凹部１５ｃが形成され、従来のようにビーズ表面の導入線へのせり上がりＸはない。もしくは殆どない状態に構成される。

さらに、ビーズ１５と一対の導入線１４ａ、１４ｂは、そのビーズの外表面と導入線の外表面との接触部分Ｙに近接する部分、図５のｂ寸法約０．２ｍｍの部分は、断面円形の素線状態の素線部１４ｅがビーズの外表面から突出し露出ている状態となっている。

上記のように構成された半マウント１２′は、次の「アンカー支持工程」に移動される。

ビーズ１５を再度加熱して溶融させ、アンカー１７を上部から溶融状態のビーズの略中央部分に挿入し、アンカー１７の下部をビーズの中に埋め込み、その後、冷却されることによりビーズ１５が固化し、アンカー１７がビーズ１５に支持される。

次に「フック形成・導入線ピッチ調整工程」に移動する。

この工程では、まず導入線１４ａ、１４ｂをプレスすることでフィラメント１６両端のレグ部１６ａ、１６ａを掛けるためのフック部１４ｃを形成する。

さらに、ビーズ１５が冷却され固化した状態では、加工バラツキにより一対の導入線１４ａ、１４ｂ上部の幅が、後述する再現評価試験結果である「表２」開発品のデータに示されるように、間隔初期寸法がＭＩＮ３．４９〜ＭＡＸ３．７６ｍｍ（ＡＶＥ３．６４６５ｍｍ）の広い幅寸法で出来上がっており、この状態ではガラスバルブ１１の内側面に接触して入らない半マウント１２′が多数存在しており、全ての半マウントがガラスバルブ内に入るように、一対の導入線１４ａ、１４ｂの両端を、自動マシーンの一対の押圧体２５，２５で左右から、等しい力で押圧して導入線ピッチをｃ寸法２．９ｍｍになるようにする。

この導入線ピッチ調整の際、従来のようにビーズ表面の導入線へのせり上がりＸが存在していると、一対の導入線１４ａ、１４ｂの折り曲げにより、せり上がりＸの部分に応力がかかり、ガラスの欠けや、微細なクラックが生じてしまう。

しかしならが、本製造方法では、せり上がりがない、もしくは殆どない状態に構成され、せり上がった部分の上方の幅が薄くなったガラスの部分がなく、導入線１４ａ、１４ｂを折り曲げてもガラス欠けや、微細なクラックが発生しない。

さらに、ビーズ１５と一対の導入線１４ａ、１４ｂは、そのビーズの外表面と導入線の外表面との接触部分Ｙに近接する部分、ｂ寸法約０．２ｍｍの部分は、断面円形の素線状態の素線部１４ｅがビーズ１５の外表面から突出し露出している状態となっており、この部分で導入線１４ａ、１４ｂの上方先端が内側に縮小するように折り曲げられるので、曲げ方向に対し抵抗する応力が働くような形である断面が略小判形の扁平部１４ｄとなっておらず、応力を軽減することができ、少ない押圧力で折り曲げることができ、ビーズ１５の外表面と導入線１４ａ、１４ｂの外表面との接触部分Ｙに大きな力がかからないため、ビーズ１５の欠けや微細なクラックの発生がさらに防止できる。

これにより、導入線１４ａ、１４ｂがビーズ１５で保持され、そのｃ寸法が管理された半マウント１２′が構成される。

この半マウント１２′は、ビーズ１５や導入線１４ａ、１４ｂ等にガラス破片が付着していない状態で構成される。

次に「電極端子成形工程」に移動する。

この工程では、電球として構成されたときに、外部に出る側の導入線１４ａ、１４ｂの平坦部１４ｆ、１４ｆを上方に向かって折り曲げ加工し、電球のソケット端子と接触面積が増えるように、２本の線が平行するように略Ｕ字形の電極端子を成形する。

次に「フィラメント懸架工程」に移動する。

この工程では、アンカー１７の上部を折り曲げて引掛部１７ａを形成し、フィラメント１６の中央部分を引掛部１７ａに引掛けると共に、フィラメント両端のレグ部１６ａ、１６ａを上記フック形成工程で折り返されたフック部１４ｃ、１４ｃの内側の極小の隙間に挿入し、さらにフック部１４ｃ、１４ｃの外側をプレスで圧縮してフィラメントが脱落しないように懸架して、完成したマウント１２が構成される。

この際、一対の導入線１４ａ、１４ｂは、上記「導入線ピッチ調整工程」でｃ寸法が管理されているので、フィラメント１６の長さは常に一定になるように構成される。

次に、「ガラスバルブ挿入工程」に移動する。

別の工程で一端が半球状に封止され、他端に開口部１１ａを有し、所定の寸法に裁断された円筒状のガラスバルブ１１が搬入され、このガラスバルブの円筒内に、上記のように構成されたマウント１２を、ガラスバルブ１１内壁に一対の導入線１４ａ、１４ｂの両端が接触しないように位置決めして挿入する。

この状態で、別工程で所定の寸法に裁断されたガラス製の排気管１８が搬送され、所定の位置に配置される。

さらに、次の「バルブ封止工程」に移動し、ガラスバルブ１１の開口部１１ａを加熱し、さらに上下から圧潰して封止する。この際、排気管１８は潰さない。

次に「電極リード成形工程」に移動して、ガラスバルブ１１の封止部１３から導出された一対の導入線１４ａ、１４ｂを互いに逆方向に折り曲げて端子部１９ａ，１９ａを構成する。

さらに、「排気工程」に移動し、排気管１８を介して圧潰封止したガラスバルブ１１内の空気を排気して真空状態にし、排気管１８の不要な部分を取り除いてガラスバルブ１１内を気密にした状態での封止部１３を構成する。

さらに「検査工程」「マーキング工程」等を経て、ウェッジベース形の電球が完成する。

このようにして完成したウェッジベース形の電球１０は、ガラスバルブ１１内にガラス破片が動く異物として存在しない歩留まりのよい電球として構成され、フィラメント断線不良の少ない優れた信頼性を有する電球が提供される。

本実施形態における電球の製造方法において、「ビーズ加熱工程」でビーズ１５をガスバーナーで加熱する際に、ガス、エアー、酸素等の量を適宜調整して加熱するようにしてもよい。

次に、従来のマウントと本発明方法により構成されたマウントにおけるビーズ欠け状況の再現評価試験の結果を説明する。

まず、従来品の評価方法とビーズ欠けの状況を「表１」に従い説明する。

ビーズ加熱工程で、ビーズが焼き終わった状態でマシーンからマウントを取り出し導入線の幅をノギスで測定する（ｎ（個数）＝１００Ｐ（ピース））。この測定値が表中「Ａ：導入線の間隔初期寸法」となる。

次に、全てのマウントがガラスバルブ内に挿入できる寸法にするために、ノギスで一対の導入線の外側から内側へ間隔の幅が２．９ｍｍ（目的とする設計上の幅寸法）になるまで狭める。

その結果、２７／１００Ｐが、ビーズ欠けで不良となった。

次に、初期寸法が全体の中で最も狭くできたＭＩＮ品３．６５ｍｍのマウントと、最も広くできたＭＡＸ品３．７２ｍｍのマウントを使い、上記と同様の方法でノギスにより間隔を狭めたときに、欠けが発生する寸法を記録し（表中「Ｂ：ビーズ欠け発生時の導入線間隔」）、その時の導入線の曲がり寸法を計算した（表中「Ｃ：欠け発生の縮め限界寸法」「Ｃ＝（Ａ−Ｂ）／２」）。その結果を「表１」に従い説明する。

ＭＩＮ品３．６５ｍｍの結果
１）Ａ：３．６５ｍｍ：導入線にノギスで押圧を加える前の初期寸法
２）Ｂ：２．５４ｍｍ：右側欠け発生時の導入線間隔寸法
３）Ｃ：０．５６ｍｍ：右側欠け発生の縮め限界寸法
（３．６５−２．５４）／２＝０．５６ｍｍの曲げで、右側の導入線せり上がり部Ｘで欠けが発生したが、左側は異常なし。

さらに、内側に曲げると、
４）Ｂ：１．８１ｍｍ：左側欠け発生時の導入線間隔寸法
５）Ｃ：０．９２ｍｍ：左側欠け発生の縮め限界寸法
（３．６５−１．８１）／２＝０．９２ｍｍの曲げで、左側の導入線せり上がり部Ｘで欠けが発生した。

ＭＡＸ品３．７２ｍｍの結果
１）Ａ：３．７２ｍｍ：導入線にノギスで押圧を加える前の初期寸法
２）Ｂ：３．２３ｍｍ：右側欠け発生時の導入線間隔寸法
３）Ｃ：０．２５ｍｍ：右側欠け発生の縮め限界寸法
（３．７２−３．２３）／２＝０．２５ｍｍの曲げで、右側の導入線せり上がり部Ｘで欠けが発生したが、左側は異常なし。

さらに、内側に曲げると、
４）Ｂ：３．０２ｍｍ：左側欠け発生時の導入線間隔寸法
５）Ｃ：０．３５ｍｍ：左側欠け発生の縮め限界寸法
（３．７２−３．０２）／２＝０．３５ｍｍの曲げで、左側の導入線せり上がり部Ｘで欠けが発生した。

次に、本発明方法による開発品の評価方法とビーズ欠けの状況を「表２」に従い説明する。

上記従来品と同様にして評価したが、「表２」のデータに示されるように、９９／１００Ｐはビーズ欠けが発生しなたった。

欠けが発生した１Ｐについても、実工程では生じない縮めの寸法であり問題のない良品に入る。

上述のように、本再現評価試験の結果から本実施形態の構成及び製造方法によれば、導入線の折り曲げ加工時におけるビーズ欠けや微細なクラックの発生を略完全に防止できることが立証されている。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の設計変更を行うことができる。

本発明は、例えば、蛍光ランプ、水銀灯などの放電灯や白熱電球等、フィラメントを懸
架する導入線をガラスビーズで保持する形式の全ての電球の製造方法に適用できる。

本発明の第一実施形態の電球を拡大して示す斜視図。 本発明の第一実施形態の電球のマウントを拡大して示す正面図。 本発明の第一実施形態の電球のマウントを拡大して示す側面図。 本発明の第一実施形態の電球のマウントを拡大して示す上面図。 図４のＡ−Ａ線に沿う断面図。 本発明の第一実施形態の電球の製造方法を概略的に示す工程図。 本発明の第一実施形態の電球の製造方法における加熱工程の内容を概略的に示す説明図で、（ａ−１）（ｂ−１）（ｃ−１）は正面から見た説明図、（ａ―２）（ｂ−２）（ｃ−２）は側面から見た説明図、（ａ−３）（ｂ−３）（ｃ−３）（ｃ−３′）は各加熱工程時におけるビーズの形状を概略的に示す側面から見た説明図。 図７−１に続く本発明の第一実施形態の電球の製造方法における加熱工程の内容を概略的に示す説明図で、（ｄ−１）（ｅ−１）は正面から見た説明図、（ｄ−２）（ｅ−２）は側面から見た説明図、（ｄ−３）（ｄ−３′）（ｅ−３）は各加熱工程時におけるビーズの形状を概略的に示す側面から見た説明図。 従来の電球におけるガラスビーズの断面図。

符号の説明

１５ ビーズ
１６ フィラメント
１４ａ、１４ｂ 導入線

Claims (4)

1. ガラス製のビーズを加熱溶融することにより、フィラメントを懸架する一対の導入線を離
   間して保持するようにした電球の製造方法において、前記ビーズの側面下方部分を主として加熱する工程を有することを特徴とする電球の製造方法。
2. 前記ビーズの側面下方部分を主として加熱することで、前記ビーズ表面の導入線へのせり上がりを抑制する凹部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の電球の製造方法。
3. ビーズの側面全体を主として加熱する工程と、ビーズの側面中央部分を主として加熱する工程と、前記ビーズの側面下方部分を主として加熱する工程とを有することを特徴とする請求項１に記載の電球の製造方法。
4. 前記ビーズの側面下方部分を主として加熱する工程は、側面下方部分における中央部分の
   火力を両側に比し強くしたことを特徴とする請求項１または３に記載の電球の製造方法。

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