JP2006092960A - 光源製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多品種少量生産が可能な光源製造装置を提供する。
【解決手段】複数の品種または規格の光源を製造するために必要な複数の工程でワークをそれぞれ加工する複数の加工装置であるベンディング装置１３、コーティング装置１４、ベーキング装置１５、封止装置１６、排気装置１７、組立装置１８、マウントメイク装置１８と、これら加工装置１とワークを授受してこれら加工装置間に搬送する搬送制御装置１２と、加工装置と搬送装置の運転を光源の品種または規格に応じて制御する制御装置１２と、を具備している。
【選択図】 図１

Description

本発明は角形や円形等の環形、電球形、コンパクト形等の蛍光ランプ、あるいは白熱電球等多品種の光源を製造する場合に好適な光源製造装置に関する。

図３は従来の蛍光ランプ製造装置の一例の構成を示している。この蛍光ランプ製造装置は、ワークを搬送するコンベアベルト等搬送ユニットのワーク搬送路１に沿って、その上流側から下流側に向けてベンディング装置２、コーティング装置３、ベーキング装置４、マウントメイク装置５を備えた封止装置６、排気装置７および組立装置８を、加工装置として、順次この順に直線状に配設して蛍光ランプを自動的に製造するようになっている。

これら各加工装置２〜８は、蛍光ランプの製造工程順に配設されているので、ワークを搬送路１によりベンディング装置２側から組立装置８側へ順次搬送することにより、同一品種または同一規格の蛍光ランプを大量に量産することができる。

また、このように同一品種、同一規格の蛍光ランプを大量に量産する製造装置の他の例としては、下記特許文献１に記載されたものがある。
特開平１１−１２０９１１号公報

しかしながら、このような従来の蛍光ランプ製造装置では、多品種少量生産に対応し難いという課題がある。すなわち、従来の蛍光ランプ製造装置では、同一品種、同一規格の光源の量産を目的としているために、各加工装置２〜８は同一品種、同一規格のワークを保持するためのヘッドを多数具備している。

このために、蛍光ランプ製造装置が複雑で巨大化するうえに、製造しようとする光源の品種または規格を変更する場合は、各加工装置２〜８のヘッドを、その品種や規格のワークに適合したヘッドに一々交換しなければならず煩雑であるという課題がある。

しかも、そのヘッド数が多数であるので、このヘッド交換作業の煩雑さと所要時間が増大するという課題がある。

また、各加工装置２〜８の運転自体についても光源の品種や仕様、規格等に応じて各加工装置２〜８毎に予め適宜変更ないし調整しておく必要があり、非常に時間のかかる煩雑な作業が必要となる。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、多品種少量生産が可能な光源製造装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、複数の品種または規格の光源を製造するために必要な複数の工程でワークをそれぞれ加工する複数の加工装置と、これら加工装置と上記ワークを授受してこれら加工装置間に搬送する搬送装置と、上記加工装置と搬送装置の運転を光源の品種または規格に応じて制御する制御装置と、を具備していることを特徴とする光源製造装置である。

請求項２に係る発明は、上記搬送装置の周囲に、上記加工装置を環状に配設していることを特徴とする請求項１記載の光源製造装置である。

請求項３に係る発明は、上記搬送装置は、上記ワークを上記加工装置間に搬送するアームと、このアームに装着されて上記複数の品種または規格の光源を製造するための複数種類のワークを着脱自在に保持するチャックと、を具備していることを特徴とする請求項１または２記載の光源製造装置である。

請求項４に係る発明は、上記加工装置は、上記搬送装置と上記ワークを授受し、複数の品種または規格の光源を製造するための複数種類のワークを着脱自在に保持するヘッドを、具備していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記載の光源製造装置である。

請求項５に係る発明は、上記光源が蛍光ランプであり、上記加工装置は、バルブを曲げ加工するベンディング装置、バルブに膜形成溶液をコーティングして被膜を形成するコーティング装置、この被膜を焼成するベーキング装置、上記バルブに電極マウントと排気管を取り付ける封止装置、上記排気管を介して上記バルブ内を排気する一方、このバルブ内に放電媒体を封入する排気装置、この放電媒体の封入後、上記バルブに口金を取付または点灯回路を組み込む組立装置であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一記載の光源製造装置である。

請求項６に係る発明は、上記光源が白熱電球であり、上記加工装置は、電球形状のガラスバルブを洗浄する洗浄装置、この洗浄後、バルブ内面に拡散膜を形成する拡散膜コーティング装置、このコーティング後、上記バルブにフィラメントマウントと排気管を取り付ける封止装置、上記排気管を介して上記バルブ内を排気する一方、不活性ガスをバルブ内に封入する排気装置、この不活性ガスの封入後、上記バルブに口金を取り付ける組立装置であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一記載の光源製造装置である。

本発明によれば、加工装置を、複数の品種または規格の光源を製造することができるように予め構成しているので、光源の品種または規格を変更する場合でも、その品種または規格の光源を加工装置により製造することができる。したがって、多品種生産に対応することができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る光源製造装置１１の全体構成を示すブロック図である。この光源製造装置１１は、直管形、角形や円形等の環形等の蛍光ランプを製造する装置であり、搬送制御装置１２の周囲に、これを取り囲むように加工装置であるベンディング装置１３、コーティング装置１４、ベーキング装置１５、封止装置１６、排気装置１７、組立装置１８およびマウントメイク装置１９を反時計方向にこの順に順次配設している。

搬送制御装置１２は、その搬送制御装置本体１２ａ回りに正逆方向に回転して、上記各加工装置１３〜１９間に、蛍光ランプの製造に必要なガラスバルブ等のワークを搬送するアーム１２ｂを備えている。アーム１２ｂは、その先端部にワークを着脱自在に把持するチャックを備えている。このチャックは、複数の品種または規格の光源を製造するために必要な複数種類のワークを着脱自在に保持し得るように予め構成されている。あるいは、アーム１２ｂは、チャックを複数規格のチャックに適宜交換し得るように着脱自在に構成している。

また、搬送制御装置１２は、この搬送制御装置１２自体と加工装置１３〜１９の運転を制御する制御手段を具備している。

すなわち、この搬送制御装置１２は、各加工装置１３〜１９から、その運転状態を示すプロセス信号を受信して、これら加工装置１３〜１９の運転の開始や終了、光源の品種や規格の変更に応じた運転の制御を含む工程管理、各加工装置１３〜１９とアーム１２ｂとの間のワーク授受タイミングの制御等を行なうための制御信号を加工装置１３〜１９に与えて、これらの運転を制御する制御手段を具備している。この制御手段のハードウエアとしては周知のマイクロプロセッサ等を使用する。搬送制御装置１２には、製造しようとする光源の品種や規格の選択操作や加工装置１３〜１９の運転を制御するための操作盤（図示せず）を備えている。

上記ベンディング装置１３は、図示しないガラスバルブ供給源から、操作盤により選択された所要の品種または規格のガラスバルブの供給を受けて、これをバーナー等の加熱装置により加熱して直管状のガラスバルブに成形し、あるいはこの直管状のガラスバルブをさらに曲げ加工して角形や円形等の環形バルブ等、所要の形状に形成するものである。

ベンディング装置１３は、ガラスバルブをその供給源（図示せず）から直接ヘッドにより受け取ってもよく、または、ガラスバルブ供給源からガラスバルブをワークとして受け取った搬送制御装置１２から、さらにガラスバルブをヘッドにより受け取るように構成してもよい。このベンディング装置１３のヘッドは、複数本のガラスバルブを同時ないし順次曲げ加工するために複数個備えており、しかも、複数の品種または規格のガラスバルブをワークとして受取り保持し得るように予め構成され、あるいは、他の規格のワークを保持するチャックと交換可能に構成されている。

ベンディング装置１３は、その曲げ加工の開始から終了までの運転状態を検出し、この検出信号をプロセス信号として搬送制御装置１２へ送信する手段を有する。

コーティング装置１４は、ベンディング装置１３により所要形状に形成されたガラスバルブを搬送制御装置１２のアーム１２ｂからヘッドで受け取り、保持した状態で、ガラスバルブ内に、蛍光体膜、保護膜、外面防飛膜、紫外線吸収膜等所要膜の膜形成溶液を流しこみ、ガラスバルブ内のほぼ全面にこれら膜を塗布可乾燥して形成するものである。蛍光体膜の蛍光体としては、三波長発光形蛍光体、ハロ燐酸塩蛍光体等がある。

また、コーティング装置１４は、このガラスバルブへの種々の被膜の形成の開始から終了までの運転状態を検出し、これをプロセス信号として搬送制御装置１２へ送信する手段を有する。

ベーキング装置１５は、コーティング装置１４で形成したガラスバルブの蛍光体膜等を焼成する装置である。

封止装置１６は、ベーキング装置１５で被膜を焼成したガラスバルブの開口両端部内において、一対の電極マウントを封着して封止する装置である。電極マウントは、予め排気管を一体に連成したステム上に電極を立設してアウターリードと一体化してなる組立体である。このガラスステムをガラスバルブの一対の開口両端に溶着することにより、気密に封止している。

しかし、この電極マウントに代えて、所要の他の封着構造、例えばステムガラスを備えない電極マウントを直接封着するピンチシール構造、ボタンステムやビードステムを備えた電極マウントを、ステムガラスを介して封着する構造等を用いて封着してもよい。さらに、このガラスバルブの封止時に水銀アマルガムをガラスバルブ内、または排気管の内部に封入する。なお、マウントメイク装置１９は封止装置１６の近傍に付設し、封止装置１６が電極マウントを使用する際に、このマウントメイク装置１９から取り寄せるように構成してもよい。

排気装置１７は、封止装置１６で封止したガラスバルブを排気炉に入れ加熱しながら排気管を通してガラスバルブ内の空気を真空引きして排気し、この後、水銀や希ガス等の封入ガスを封入する。但し、上記封止工程時に水銀アマルガムを既に封入している場合は、この水銀の封入を省略してもよい。

組立装置１８は、この排気工程後、ガラスバルブに口金を取り付けて蛍光ランプとして組み上げ、または電球形蛍光ランプの場合は、点灯回路を組み付けて電球形蛍光ランプとして組み上げる装置である。

なお、マウントメイク装置１９は、上記封止工程時に使用する電極マウントを製造する装置である。

そして、上記ベーキング装置１５からマウントメイク装置１９までの各加工装置は、上記ベンディング装置１３およびコーティング装置１４と同様に、搬送装置１２のチャック１２ｂとの間でワークを授受し保持するヘッドをそれぞれ有し、このヘッドは複数本のワークをほぼ同時ないし順次加工し得るように複数個有する。但し、図３で示す従来の光源製造装置の各加工装置１〜８が備えている多量のヘッドよりも少なく、光源の品種や仕様、規格の変更に応じて迅速に変更し得るように少数備えている。

また、これらヘッドは、複数品種の光源や、同一品種光源の複数の仕様や規格のものを製造するための複数種類のワークを着脱自在に保持し得るように構成してもよく、あるいはヘッドを他の規格のヘッドに簡単迅速に交換し得るように構成してもよい。

また、ベーキング装置１５からマウントメイク装置１９までは、これらの運転状態を検出し、その検出結果をプロセス信号として搬送制御装置１２に送信する手段を具備している。

一方、搬送制御装置１２は、これら各装置１３〜１９からの各プロセス信号を受信して、これらの運転状態を常時監視し、製造しようとする光源の品種や仕様・規格等に応じてこれら各装置１３〜１９の運転を遠隔制御するための制御信号を各加工装置１３〜１９に送信して、これら加工装置１３〜１９の運転を遠隔制御する遠隔制御手段を有する。

各加工装置１３〜１９は搬送制御装置１２からこの制御信号を受信して、その制御信号の指令に応じた運転を実行する制御手段を具備している。

次に、この光源製造装置１１の作用について述べる。

まず、搬送制御装置１２は、図示しない手動操作盤からの運転開始信号を受信すると、各加工装置１３〜１９を起動させて、待機させる一方、アーム１２ｂを駆動して図示しないガラスバルブ供給源からガラスバルブをワークとしてチャックにより把持し、ベンディング装置１３のヘッドに与えて保持させる。

あるいは搬送制御装置１２から運転開始信号をベンディング装置１３に送信させることにより、このベンディング装置１３の運転を開始させ、このベンディング装置１３自体によりガラスバルブ供給源からガラスバルブを順次取り寄せられる。

ベンディング装置１３は、取り寄せたガラスバルブをヘッドに保持させた状態で、順次移送させ、搬送制御装置１２からの所要の光源の品種や規格に応じた運転により、このガラスバルブを順次曲げ加工し、曲げ加工が終了したときに、曲げ加工終了信号が搬送制御装置１２に送信される。

搬送制御装置１２は、この曲げ加工終了信号を制御手段により受信すると、アーム１２ｂをベンディング装置１３のヘッドまで回動させ、曲げ加工が終了したガラスバルブをチャックにより把持して受け取り、さらに、アーム１２ｂをコーティング装置１４のヘッドに回動させて、このガラスバルブを引き渡す。

これにより、コーティング装置１４はガラスバルブをヘッドにより保持した状態で、ガラスバルブ内に蛍光体膜等、所要の被膜をコーティングし、このコーティングを終了したときに、コーティング終了信号を搬送装置１２に送信する。

搬送制御装置１２は、このコーティング終了信号を制御手段により受信すると、アーム１２ｂをコーティング装置１４のヘッドまで回動し、コーティングを終了したガラスバルブをヘッドからアーム１２ｂのチャックにより取り寄せる。この後、アーム１２ｂはベーキング装置１５のヘッドまで回動して、このコーティングを終了したガラスバルブをベーキング装置１５のヘッドに引き渡す。

ベーキング装置１５では、被膜のコーティングを終了したガラスバルブの当該被膜を焼成する。以後、同様に、このガラスバルブは、搬送制御装置１２のアーム１２ｂにより、封止装置１６、排気装置１７、組立装置１８へ順次搬送され、これら装置１６〜１８が搬送装置１２の遠隔制御により運転されて、上記封止、排気、組立の各処理が順次実行され、蛍光ランプが自動的に製造される。但し、封止処理の際はアーム１２ｂがマウントメイク装置１９へ回動してそのヘッドから、ここで既に組み上げられている電極マウントを取り寄せ、封止装置１６へ搬送して行なわれる。

したがって、図示しない操作盤や、製造しようとする光源の品種や仕様・規格等を選択操作すると、その光源の品種や仕様・規格等を指定する信号が搬送制御装置１２の制御手段へ送信される。

これにより、搬送制御装置１２から所要の品種や仕様・規格の光源を製造するための制御信号が各加工装置１３〜１９に与えられ、これらの運転を遠隔制御するので、複数の品種や仕様・規格の光源を自動的に製造することができる。

しかも、各加工装置１３〜１９のヘッドと搬送装置１２のチャックは、予め複数の品種や仕様・規格の光源を製造するためのワークを着脱自在に保持し得るように構成され、または、他の品種や規格用のヘッドとチャックにそれぞれ交換可能に構成され、しかも、これらヘッド数は少数なので、ヘッド交換を簡単迅速に行なうことができる。すなわち、光源の多品種少量生産に簡単迅速に対応することができる。

また、搬送制御装置１２の周囲に、これを取り囲むように加工装置１３〜１９を環状に配設しているので、これらの設置スペースの節約を図ることができるうえに、搬送制御装置１２のアーム１２ｂは、その搬送制御装置本体１２ａ回りに回動することにより、ワークを加工装置１３〜１９に搬送することができるので、アーム１２ｂの行程ないし働程を低減することができる。

図２は本発明の第２の実施形態に係る白熱電球製造装置２１の構成を示すブロック図である。

この白熱電球製造装置２１は搬送制御装置２２の周囲に、これを取り囲むように加工装置の洗浄装置２３、拡散膜コーティング装置２４、封止装置２５、排気装置２６、組立装置２７およびマウントメイク装置２８を環状に配設している。

搬送制御装置２２は、上記第１の実施形態に係る搬制御送装置１２とほぼ同様に、その本体装置２２ａ回りに、正逆方向に回動し得るアーム２２ｂと、このアーム２２ｂに配設されて、光源の複数の品種や仕様・規格の光源用のワークを着脱自在に保持し得るチャックとを具備している。

また、搬送制御装置２２は、上記第１の実施形態に係る搬送制御装置１２と同様に、加工装置２３〜２８の運転を、光源の品種や仕様・規格に応じて適宜遠隔制御する遠隔制御手段を具備している。

そして、上記洗浄装置は電球形状のガラスバルブを洗浄する装置である。

拡散膜コーティング装置はこの後、ガラスバルブ内面に拡散膜を形成する装置である。

封止装置は、この後、ガラスバルブにフィラメントマウントと排気管を取り付ける装置である。

排気装置は、排気管を介して上記ガラスバルブ内を排気する一方、不活性ガスをガラスバルブ内に封入する装置である。

組立装置は、この後、上記ガラスバルブに口金を取り付ける装置である。

そして、これら加工装置２３〜２８も、これら加工装置２３〜２８の各加工の開始から終了までの運転状態を検出し、その検出信号をプロセス信号として搬送制御装置１２へ送信する手段を有し、搬送制御装置２２からの運転制御信号を受信して複数の品種や仕様・規格の光源に加工するための手段を具備している。

また、搬送制御装置２２も、上記搬送制御装置１２と同様に、この搬送制御装置２２自体と加工装置２３〜２８の運転を制御する制御手段を具備している。

すなわち、この搬送制御装置２２は、各加工装置２３〜２８から、その運転状態を示すプロセス信号を受信して、これら加工装置２３〜２８の運転の開始や終了、光源の品種や規格の変更に応じた運転の制御を含む工程管理、各加工装置２３〜２８とアーム２２ｂとの間のワーク授受タイミングの制御等を行なうための制御信号を加工装置２３〜２８に与えて、これらの運転を制御する制御手段を具備している。この制御手段のハードウエアとしては周知のマイクロプロセッサ等を使用する。搬送制御装置２２には、光源の品種や規格を選択操作や加工装置２３〜２８の運転を制御するための操作盤（図示せず）を備えている。

したがって、この白熱電球製造装置２１によっても白熱電球の多品種少量生産に簡単かつ迅速に対応することができる。

なお、上記各実施形態では、搬送制御装置１２，２２を主にワークを搬送する搬送手段と、加工装置１３〜１９、２３〜２８の運転を主に制御する制御手段とを一体に設けた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、制御手段を搬送手段とは別体に設け、例えば操作盤を備えた中央制御卓として構成してもよい。

本発明の第１の実施形態に係る光源製造装置の全体構成を示すブロック図。 本発明の第１の実施形態に係る白熱電球製造装置の全体構成を示すブロック図。 従来の光源製造装置の全体構成を示すブロック図。

符号の説明

１１…光源製造装置、１２，２２…搬送装置、１３…ベンディング装置、１４…コーティング装置、１５…ベーキング装置、１６，２５…封止装置、１７，２６…排気装置、１８，２７…組立装置、１９，２８…マウントメイク装置、２１…白熱電球製造装置、３…洗浄装置、２４…拡散膜コーティング装置

Claims (6)

1. 複数の品種または規格の光源を製造するために必要な複数の工程でワークをそれぞれ加工する複数の加工装置と、
   これら加工装置と上記ワークを授受してこれら加工装置間に搬送する搬送装置と、
   上記加工装置と搬送装置の運転を光源の品種または規格に応じて制御する制御装置と、
   を具備していることを特徴とする光源製造装置。
2. 上記搬送装置の周囲に、上記加工装置を環状に配設していることを特徴とする請求項１記載の光源製造装置。
3. 上記搬送装置は、
   上記ワークを上記加工装置間に搬送するアームと、
   このアームに装着されて上記複数の品種または規格の光源を製造するための複数種類のワークを着脱自在に保持するチャックと、
   を具備していることを特徴とする請求項１または２記載の光源製造装置。
4. 上記加工装置は、
   上記搬送装置と上記ワークを授受し、複数の品種または規格の光源を製造するための複数種類のワークを着脱自在に保持するヘッドを、具備していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記載の光源製造装置。
5. 上記光源が蛍光ランプであり、
   上記加工装置は、バルブを曲げ加工するベンディング装置、バルブに膜形成溶液をコーティングして被膜を形成するコーティング装置、この被膜を焼成するベーキング装置、上記バルブに電極マウントと排気管を取り付ける封止装置、上記排気管を介して上記バルブ内を排気する一方、このバルブ内に放電媒体を封入する排気装置、この放電媒体の封入後、上記バルブに口金を取付け、または点灯回路を組み込む組立装置であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一記載の光源製造装置。
6. 上記光源が白熱電球であり、
   上記加工装置は、電球形状のガラスバルブを洗浄する洗浄装置、この洗浄後、バルブ内面に拡散膜を形成する拡散膜コーティング装置、このコーティング後、上記バルブにフィラメントマウントと排気管を取り付ける封止装置、上記排気管を介して上記バルブ内を排気する一方、不活性ガスをバルブ内に封入する排気装置、この不活性ガスの封入封入後、上記バルブに口金を取り付ける組立装置であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一記載の光源製造装置。

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