JP2001202882A - 蛍光ランプの製造方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蛍光ランプの製造工程においてガラス管の端
部の内外壁に付着した余分な蛍光体を能率よく除去す
る。 【解決手段】 樹脂製の内部材と外部材のそれぞれの角
部でガラス管の端部を内側と外側から挟み、ガラス管
と、内部材及び外部材とのいずれか一方を回転させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は蛍光ランプの製造方
法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】蛍光ランプの製造工程において、ガラス
管の内壁に蛍光体を塗布する工程を図６に示す。図６の
（ａ）において、縦に保持したガラス管６２の上端部６
２Ａを塗布装置６４の下部に位置決めする。塗布装置６
４のノズル６５から、液体中に蛍光体の粒子を混入した
蛍光体サスペンション６１をガラス管６２内に噴射す
る。噴射された蛍光体サスペンション６１はガラス管６
２の内壁に付着するとともに、余分な蛍光体サスペンシ
ョンがガラス管６２の下端部６２Ｂから流れ落ちる。こ
の時蛍光体サスペンションが下端部６２Ｂの内壁に付着
するとともに、表面張力により外壁にも付着する。塗布
後ガラス管６２を乾燥工程（図示省略）に移し、蛍光体
サスペンションを乾燥させる。乾燥後のガラス管６２の
下端部６２Ｂの内壁及び外壁には、図６の（ａ）に示す
ように全周にわたって固化した蛍光体の皮膜である固化
蛍光体６６Ａ及び６６Ｂがそれぞれ付着している。ガラ
ス管６２の下端部６２Ｂの内壁と外壁に付着している固
化蛍光体６６Ａ、６６Ｂはガラス管６２の端部を封止す
る工程で障害となる。これを除去しないと端部を完全に
封止することができず不良品が生じるおそれがある。そ
のため、下端部６２Ｂの固化蛍光体６６Ａ、６６Ｂを封
止工程の前に除去する必要がある。

【０００３】固化蛍光体６６Ａ、６６Ｂを除去するため
に、図６の（ａ）のガラス管６２を下方から見た図の
（ｂ）に示すように、ガラス管６２の下端部６２Ｂの近
傍に回転するブラシ６３を配置する。ガラス管６２を矢
印方向にゆっくり回転させながら下端部６２Ｂの周囲を
回転ブラシ６３で研磨し、外壁の固化蛍光体６６Ｂを除
去する。またガラス管６２の中にブラシ６９を挿入して
下端部６２Ｂの内壁の固化蛍光体６２Ａを除去する。除
去した蛍光体は図示を省略した回収手段により回収され
再使用される。回転ブラシ６３、６９としては、金属の
ブラシ又は樹脂のブラシが用いられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】金属のブラシを用いた
場合は、ガラス管６２の下端部６２Ｂから除去され回収
された蛍光体の粉末の中に金属ブラシの微粉末が混入す
る。回収された蛍光体の粉末から金属の微粉末を取り除
くのは困難である。金属の微粉末が混入した蛍光体は、
蛍光ランプの性能に悪影響を与えるので再使用できな
い。また樹脂のブラシを用いた場合は、ブラシの耐久性
が低いため、頻繁にブラシを交換する必要がある。この
ため装置の維持費が高くなるという問題があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の蛍光ランプの製
造装置は、蛍光体を塗布したガラス管内に挿入され、前
記ガラス管の内壁に接する少なくとも２つの角部を有す
る内部材、前記内部材に結合され、前記内部材の角部に
所定の間隔を保って対向する角部を有する外部材、及び
前記ガラス管の、不要な固化蛍光体が付着した端部が前
記内部材の角部と外部材の角部との間に挿入されたと
き、前記ガラス管と、前記内部材と外部材の結合物との
少なくとも一方を回転させる回転手段を備える。

【０００６】樹脂の内部材と外部材の略直角のそれぞれ
２つの角部で、ガラス管の端部を内側と外側から挟み回
転させることにより、ガラス管の端部の内壁及び外壁に
付着した固化蛍光体が前記角部により削り取られる。内
部材と外部材は樹脂製なので削り取った後回収された蛍
光体に金属粉等が混入することはない。また角部は略直
角であるので、摩耗が少なく、耐用寿命が長くなる。

【０００７】本発明の他の観点の蛍光ランプの製造装置
は、蛍光体を塗布したガラス管内に挿入され、前記ガラ
ス管の内壁に接する少なくとも４つの角部を有する内部
材、前記内部材に結合され、前記内部材の少なくとも４
つの角部に所定の間隔を保ってそれぞれ対向する角部を
有する外部材、及び前記ガラス管の、不要な固化蛍光体
が付着した端部が、前記内部材の角部と外部材の角部と
の間に挿入されたとき、前記ガラス管と、前記内部材と
外部材との結合物との、少なくとも一方を回転させる回
転手段を備える。樹脂の内部材と外部材の略直角のそれ
ぞれ４つの角部で、ガラス管の端部を内側と外側から挟
み回転させることにより、ガラス管の端部の内壁及び外
壁に付着した固化蛍光体が前記８つの角部で削り取られ
る。角部の数が多いので、削り取りが敏速に行われ削り
取りに要する時間が短い。従って内部材と外部材の耐用
寿命も長くなる。内部材と外部材は樹脂製なので削り取
った後回収された蛍光体に金属粉が混入することはな
い。

【０００８】本発明の蛍光ランプの製造方法は、蛍光体
を塗布したガラス管の不要な固化蛍光体が付着した端部
を、前記ガラス管の内壁に接する少なくとも２つの角部
を有する内部材と、前記内部材に結合され、内部材の角
部に所定の間隔を保ってそれぞれ対向する角部を有する
外部材の前記内部材の角部と外部材の角部との間に挿入
するステップ、及び前記ガラス管と、前記内部材と外部
材との結合物との、少なくとも一方を回転させるステッ
プを備える。樹脂の内部材と外部材の略直角の４つの角
部で、ガラス管の端部を内側と外側から挟み回転させる
ことにより、ガラス管の端部の内壁及び外壁に付着した
固化蛍光体が前記４つの角部で削りとられる。角部の数
が多いので、削り取りが敏速に行われ削り取りに要する
時間が短い。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の蛍光ランプの製造
装置である蛍光体削り取り装置の好適な実施例を図１か
ら図５を参照して説明する。

【００１０】《第１実施例》本発明の第１実施例を図１
と図２を参照して説明する。図１の（ａ）から（ｃ）は
本発明の第１実施例の蛍光ランプの製造装置である蛍光
体削り取り装置の部品及び組み立て品の斜視図である。
図１の（ａ）は内部材１１の斜視図である。内部材１１
は、板状の部材であり、後で詳しく説明するように、図
２に示す被加工物であるガラス管１７の下端部１７Ａの
内壁の固化蛍光体を削り取るためのものである。図１の
（ｂ）は外部材１２の斜視図である。外部材１２は、内
部材１１と同程度の厚さの板状部材であり、上部に前記
内部材１１の横幅Ｗ１にほぼ等しい溝幅Ｗ２の凹部１４
を有している。横幅Ｗ１はガラス管１７の内径より短く
なされている。外部材１２はガラス管１７の下端部１７
Ａの外壁の固化蛍光体を削り取るためのものである。内
部材１１及び外部材１２の図の上面部分は面取りするの
が望ましい。内部材１１及び外部材１２は、シリコンゴ
ムやポリテトラフルオロエチレン（デュポンの商品名で
はテフロン）等の弾力性のある撓みやすい材料で構成さ
れている。内部材１１および外部材１２は、柔らかすぎ
ると蛍光体を削り取ることが困難となり、硬すぎるとガ
ラス管を傷つけることになるため、硬度が６０〜８０
（ＪＩＳスプリング式硬さ）の範囲の材料により構成す
るのが望ましい。

【００１１】図１の（ｃ）は、前記の内部材１１と外部
材１２とを組み合わせた削り取り装置１３の斜視図であ
り、図２の（ａ）に示すように、内部材１１と外部材１
２の中央部を二股の保持部材１５で挟み、ねじ等で保持
部材１５に固定している。内部材１１の横幅Ｗ１と外部
材１２の溝幅Ｗ２とがほぼ等しいので、内部材１１の角
部１１Ａ、１１Ｂと、外部材１２の角部１２Ａ、１２Ｂ
とは、ガラス管１７の肉厚より少ない微少な間隔を保っ
て対向している。固定部材１５の脚部１５Ａは、削り取
り装置１３を回転させる回転軸であり、モータなど回転
駆動源を有する回転機構２０に連結されて回転する。

【００１２】ガラス管１７は、先行する製造工程におい
て、蛍光体が塗布されかつ乾燥された状態にある。ガラ
ス管１７の下端部１７Ａには全周にわたって、図６に示
しかつ前記従来の技術の項で説明した蛍光体の皮膜であ
る固化蛍光体が付着している。図２の（ａ）に示すよう
に、ガラス管１７の上端部１７Ｂは、図示を省略した搬
送機構に連結されて上下に動く治具２８に取り付けられ
て削り取り装置１の所定位置に搬送される。ガラス管１
７が削り取り装置１３の所定位置に位置決めされると、
治具２８が降下し、下端部１７Ａが図２の（ｂ）に示す
位置に降下して、ガラス管１７の下端部１７Ａは、角部
１１Ａと１２Ａとの間及び角部１１Ｂと１２Ｂとの間に
挿入される。即ち、内部材１１がガラス管１７の中へ挿
入され、外部材１２は、図２の（ｃ）の上面図に示すよ
うに円弧状に撓む。これによりガラス管１７の下端部１
７Ａに過大な力がかかることがなく、ガラス管１７が割
れたり、亀裂が生じたりするおそれはない。

【００１３】この状態で回転機構２０により脚部１５Ａ
を例えば図の矢印方向に回転させると、下端部１７Ａの
内壁に付着した固化蛍光体６６Ａは内部材１１の角部１
１Ａと１１Ｂにより削り取られ、外壁に付着した固化蛍
光体６６Ｂは外部材１３の角部１２Ａと１２Ｂにより削
り取られる。削り取り装置１３の回転速度は１００ｒ.
ｐ.ｍ.以上が望ましい。回転速度が１００ｒ.ｐ.ｍ.の
とき、ガラス管１７の下端部１７Ａを約２秒間角部１１
Ａと１２Ａとの間及び角部１１Ｂと１２Ｂとの間に挿入
すると、下端部１７Ａの内壁及び外壁に付着した固化蛍
光体６６を完全に除去することができた。削り取り装置
１３を常に一定の方向に回転させて削り取りを行うと、
内部材１１の角部１１Ａ、１１Ｂと外部材１２の１２
Ａ、１２Ｂの一部のみが大きく摩耗する偏摩耗を生じる
ことがある。この偏摩耗を防ぐためには、回転機構２０
の回転方向を１回転毎に反転するのが望ましい。

【００１４】《第２実施例》本発明の削り取り装置の第
２実施例を図３を参照して説明する。図３の（ａ）は、
本実施例における内部材２１の斜視図である。内部材２
１は、次の第３実施例の外部材３１と組み合わせて、削
り取り装置を構成するのが望ましい。この場合、内部材
２１によるガラス管１７の内壁の処理と、外部材３１に
よる外壁の処理とは、同時に行われず個別のステージで
行われる。内部材２１は、所定の厚さをもち傾斜部を上
部にもつ板状部材であり、シリコンゴムやポリテトラフ
ルオロエチレンなどにより形成されている。内部材２１
は例えば台形に構成しうる。内部材２１の頂部の幅Ｗ３
はガラス管１７の内径より小さくなされ、下部の幅Ｗ４
は前記内径より大きくなされている。内部材２１の中央
部には脚部２９が固定されている。脚部２９は回転機構
２０に連結され、所定の回転速度で回転する。

【００１５】図３の（ｂ）は、本実施例の削り取り装置
の動作を示す側面図である。第１実施例１において説明
したものと同様の搬送機構に連結された治具２８の降下
により、ガラス管１７が降下し、内部材２１がガラス管
１７の下端部１７Ａ内に挿入される。内部材２１は台形
であるので、ガラス管１７の中心線２２と内部材２１の
中心線２３とが多少ずれていても、内部材２１はガラス
管１７内に挿入される。ガラス管１７の下端部１７Ａは
水平方向に若干移動できるようにしてあるので、内部材
２１の頂部が一旦ガラス管１７の中に挿入されると、内
部材２１がガラス管１７内に進入するにしたがい、下端
部１７Ａは、中心線２２が中心線２３に一致する位置に
移動する。すなわち、本実施例ではガラス管１７と内部
材２１は自動調芯機能を備えている。内部材２１を回転
させると、下端部１７Ａの内壁下端の固化蛍光体が除去
される。

【００１６】図３の（ｃ）は内部材の他の構成例を示す
斜視図である。図において、内部材２６は中央部に凹部
２６Ａを有している。凹部２６Ａを設けたことにより山
状部２７Ａ、２７Ｂの厚さが薄くなり、山状部２７Ａ、
２７Ｂが撓みやすくなる。ガラス管１７の下端部１７Ａ
に内部材２６が挿入されるとき山状部２７Ａ、２７Ｂが
撓みやすいので、ガラス管１７に加わる力が減少し、ガ
ラス管１７が割れたり、亀裂が生じたりするおそれがな
くなる。また内部材２６に過大な力が加わらないので寿
命が長くなる。

【００１７】《第３実施例》本発明の第３実施例を図４
を参照して説明する。図４の（ａ）は第３実施例の削り
取り装置の外部材３１の斜視図である。外部材３１は、
中央部に凹部３１Ａを有する板状部材であり、シリコン
ゴムやポリテトラフルオロエチレン等の樹脂製である。
凹部３１Ａの両側には、外側に向かって上昇する斜面部
３１Ｂが形成されている。本実施例の外部材３１は、ガ
ラス管３６の、端部３６Ａの直径が他の部分の直径より
小さくなされた斜面部の固化蛍光体を除去するためのも
のである。外部材３１の凹部３１Ａの図の左右方向の幅
Ｗ５はガラス管３６の下端部３６Ａの外径よりやや大き
くなされている。また外部材３１の幅Ｗ６はガラス管３
６の最大外径より大きくなされている。

【００１８】本実施例では、外部材３１を固定し、ガラ
ス管３６が中心線３２の回りに回転するよう、治具２８
に回転手段が組み込まれているのが望ましい。外部材３
１を回転手段により中心線３３の回りに回転してもよ
い。図４の（ｂ）に示すように、回転するガラス管３６
の下端部３６Ａが外部材３１の斜面部３１Ｂに接する
と、下端部３６Ａの端部に付着した固化蛍光体６６は斜
面部３１Ｂとの摩擦により削り取られる。外部材３１の
幅Ｗ６はガラス管３６の下端部３６Ａの外径より大きく
なされているので、ガラス管３６の中心線３２と外部材
３１の中心線３３とがずれている場合でも下端部３６Ａ
の端部に付着した固化蛍光体６６を完全に除去すること
ができる。

【００１９】斜面部３１Ｂの斜面は、ガラス管３６の斜
面部３５の斜面とほぼ並行になるように形成するのが望
ましい。図４の（ｃ）に示すように、中心線３２と中心
線３３とを合わせて下端部３６Ａが凹部３１Ａに入り込
むように外部材３１を位置決めすると、下端部３６Ａの
外壁に付着した固化蛍光体３６Ｂ、及び斜面部３５の外
壁に付着した固化蛍光体３５Ａを完全に除去することが
できる。

【００２０】《第４実施例》本発明の第４実施例を図５
を参照して説明する。図５の（ａ）は本実施例の削り取
り装置４０の斜視図であり、図５の（ｂ）は平面図であ
る。削り取り装置４０は、１個の内部材４１を２個の外
部材４２と４３とで挟んだ構成を有する。内部材４１、
外部材４２、４３はシリコンゴムやポリテトラフルオロ
エチレン等の樹脂製である。上部の両端部に面取部を有
する内部材４１は、面取部より下の部分の対角線４７の
長さがガラス管４４の内径より若干短くなされている。
外部材４２及び４３は上部の内側の角が面取りされてい
る。内部材４１、外部材４２及び４３は、保持部材４５
により、内部材４１を外部材４２と４３で挟んだ状態で
ねじ等により固定されている。内部材４１の角部４１
Ａ、４１Ｂは外部材４２の角部４２Ａ、４２Ｂにそれぞ
れ対向している。また内部材４１の角部４１Ｃ、４１Ｄ
は外部材４３の角部４３Ａ、４３Ｂにそれぞれ対向して
いる。保持部材４５は脚部４５Ａにより図２と同様の回
転機構２０に取り付けられている。

【００２１】図５の（ｂ）は削り取り装置４０にガラス
管４４の端部４４Ａを挿入したときの平面図である。ガ
ラス管４４の端部４４Ａは、角部４１Ａと角部４２Ａの
間、角部４１Ｂと４２Ｂの間、角部４１Ｃと４３Ａの
間、及び角部４１Ｄと４３Ｂの間に挿入される。回転機
構２０により脚部４５Ａが回転すると、ガラス管４４の
端部４４Ａの内壁に付着した固化蛍光体は、内部材４１
の４つの角部４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄによって
削り取られる。またガラス管４４の端部４４Ａの外壁に
付着した固化蛍光体は、外部材４２の角部４２Ａと４２
Ｂ及び外部材４３の角部４３Ａと４３Ｂにより削り取ら
れる。本実施例では、ガラス管４４の内壁及び外壁の固
化蛍光体を、それぞれ４個の角部４１Ａ、４１Ｂ、４１
Ｃ、４１Ｄと４個の角部４２Ａ、４２Ｂ、４３Ａ、４３
Ｂで除去するので除去が敏速に行われる。内壁と外壁の
固化蛍光体を、それぞれ２個の角部１１Ａ、１１Ｂと角
部１２Ａ、１２Ｂとで除去する第１実施例のものに比
べ、約２分の１の時間で除去が完了した。除去に要する
時間が短いため、内部材４１、外部材４２及び４３の耐
用寿命も第１実施例のものより長くなる。

【００２２】

【発明の効果】以上各実施例で詳細に説明したように、
本発明によれば樹脂製の内部材と外部材のそれぞれの角
部でガラス管の端部を内側と外側から挟み、ガラス管又
は、内部材と外部材の結合物のいずれかを回転させる。
これにより、ガラス管の端部の内壁及び外壁に付着した
固化蛍光体を除去することができる。樹脂製の内部材と
外部材を用いるので、除去後回収した蛍光体に金属粉が
混入することはない。また、内部材と外部材の略直角の
角部を用いて削り取るので、内部材と外部材の耐用寿命
が長い。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の第１実施例の内部材の斜視図 （ｂ）は本発明の第１実施例の外部材の斜視図 （ｃ）は本発明の第１実施例内部材と外部材を組み合わ
せたの削り取り装置の斜視図

【図２】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１実施例の削り
取り装置の使用状態を示す斜視図 （ｃ）は同平面図

【図３】（ａ）は本発明の第２実施例の内部材の斜視図 （ｂ）は本発明の第２実施例の動作状態を示す斜視図 （ｃ）は本発明の第２実施例の内部材の他の例を示す斜
視図

【図４】（ａ）は本発明の第３実施例の外部材の斜視図 （ｂ）及び（ｃ）は本発明の第３実施例の動作状態を示
す外部材の側面図

【図５】（ａ）は本発明の第４実施例の削り取り装置の
斜視図 （ｂ）は同平面図

【図６】（ａ）は蛍光ランプの製造工程において、ガラ
ス管の内面に蛍光体を塗布する工程を示す側面図 （ｂ）は蛍光ランプのガラス管の端部の固化蛍光体を除
去する従来の装置の平面図

【符号の説明】

１１ 内部材 １１Ａ、１１Ｂ 角部 １２ 外部材 １２Ａ、１２Ｂ 角部 １３ 削り取り装置 １４ 凹部 １５ 保持部材 １５Ａ 脚部 １７ ガラス管 １７Ａ 下端部 ２０ 回転機構 ２１ 内部材 ２２ ガラス管の中心線 ２３ 内部材の中心線 ２６ 内部材 ２６Ａ 内部材の凹部 ２８ 治具 ２９ 脚部 ３１ 外部材 ３１Ａ 凹部 ３１Ｂ 斜面部 ３２ ガラス管の中心線 ３３ 外部材の中心線 ３５ ガラス管の斜面部 ３５Ａ ガラス管の斜面部に付着した固化蛍光体 ３６ ガラス管 ３６Ａ ガラス管の下端部 ３６Ｂ ガラス管の下端部に付着した固化蛍光体 ４０ 削り取り装置 ４１ 内部材 ４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄ 角部 ４２、４３ 外部材 ４２Ａ、４２Ｂ 角部 ４３Ａ、４３Ｂ 角部 ４５ 保持部材 ４５Ａ 脚部 ４７ 対角線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永井 秀男 大阪府高槻市幸町１番１号 松下電子工業 株式会社内 Ｆターム(参考） 5C028 EE10

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蛍光体を塗布したガラス管内に挿入さ
   れ、前記ガラス管の内壁に接する少なくとも２つの角部
   を有する内部材、 前記内部材に結合され、前記内部材の角部に所定の間隔
   をそれぞれ保って対向する角部を有する外部材、及び前
   記ガラス管の、不要な固化蛍光体が付着した端部が、前
   記内部材の角部と外部材の角部との間に挿入された状態
   で、前記ガラス管と、前記内部材と外部材の結合物と
   の、少なくとも一方を回転させる回転手段を備える蛍光
   ランプの製造装置。
2. 【請求項２】 前記内部材の前記ガラス管に挿入される
   部分に傾斜部を有する請求項１記載の蛍光ランプの製造
   装置。
3. 【請求項３】 前記内部材の傾斜部が凹部を有する請求
   項２記載の蛍光ランプの製造装置。
4. 【請求項４】 前記外部材は、中央部に前記ガラス管の
   外径より大きい凹部、及び前記凹部から側面に向かって
   立ち上がる斜面部を有する請求項１記載の蛍光ランプの
   製造装置。
5. 【請求項５】 前記回転手段は、前記ガラス管と、前記
   内部材と外部材との結合体との、少なくとも一方を一回
   転毎に正逆反転して回転させる請求項１記載の蛍光ラン
   プの製造装置。
6. 【請求項６】 蛍光体を塗布したガラス管内に挿入さ
   れ、前記ガラス管の内壁に接する少なくとも４つの角部
   を有する内部材、 前記内部材に結合され、前記内部材の少なくとも４つの
   角部に所定の間隔を保ってそれぞれ対向する角部を有す
   る外部材、及び前記ガラス管の、不要な固化蛍光体が付
   着した端部が、前記内部材の角部と外部材の角部との間
   に挿入されたとき、前記ガラス管と、前記内部材と外部
   材との結合物との、少なくとも一方を回転させる回転手
   段を備える蛍光ランプの製造装置。
7. 【請求項７】 前記内部材及び外部材が、樹脂で形成さ
   れている請求項１から６のいずれかに記載の蛍光ランプ
   の製造装置。
8. 【請求項８】 前記樹脂がシリコンゴム又はポリテトラ
   フルオロエチレンのいずれかにより形成されている請求
   項７記載の蛍光ランプの製造装置。
9. 【請求項９】 蛍光体を塗布したガラス管の不要な固化
   蛍光体が付着した端部を、前記ガラス管の内壁に接する
   少なくとも２つの角部を有する内部材と、前記内部材に
   結合され、内部材の角部に所定の間隔を保ってそれぞれ
   対向する角部を有する外部材の、前記内部材の角部と外
   部材の角部との間に挿入するステップ、及び前記ガラス
   管と、前記内部材と外部材との結合物との、少なくとも
   一方を回転させるステップを備える蛍光ランプの製造方
   法。