JP2003146677A

JP2003146677A - 照明用ガラス管

Info

Publication number: JP2003146677A
Application number: JP2001346950A
Authority: JP
Inventors: Isao Kishimoto; 勇夫岸本
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2001-11-13
Filing date: 2001-11-13
Publication date: 2003-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】高速に搬送する際及び電極部材を
短時間で融着する際に破損することがなく、安定して蛍
光灯等の照明バルブを製造することができる照明用ガラ
ス管を提供する。【解決手段】本発明の照明用ガラス管１１は、
縮径部が形成された管端部１３を有し、管端部１３の外
面１３ａに肉厚の７％以上の厚さを有する圧縮応力層１
４が形成されており、管端部１３の内面１３ｂに、５Ｍ
Ｐａ以上の応力値と肉厚の７％以上の厚さとを有する圧
縮応力層１４が形成されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、照明用ガラス管に
関し、特に、蛍光灯に適する照明用ガラス管に関する。

【０００２】

【従来の技術】種々の照明用ガラス管のうち、例えば、
図３（Ａ）に示す蛍光灯用ガラス管１は、直筒部２の両
端に、電極を融着して口金を取り付けるために縮径され
た管端部３が形成されている。

【０００３】従来、蛍光灯用ガラス管１は、所定の断面
寸法及び長さを有する真っ直ぐなガラス管の端をバーナ
ー炎により加熱して軟化させ、成形ローラー等を当接さ
せて絞り成形を行い小径の管端部３を形成し、その後、
冷却して固化させることにより製造されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようにして製造さ
れた蛍光灯用ガラス管１は、管端部３が冷却される際に
表面から先に固化するため、図３（Ｂ）に示すように、
管端部３の外面３ａ及び内面３ｂには圧縮応力層４が形
成され、その内部には圧縮応力層４の圧縮応力に均衡す
る引張応力による引張応力層５が形成されている。

【０００５】しかしながら、従来の蛍光灯用ガラス管１
の残留応力分布は、図３（Ｃ）に示すように、蛍光灯用
ガラス管１の管端部３は外面３ａ及び内面３ｂに形成さ
れる圧縮応力層４の応力値が２．５ＭＰａ以下と小さい
部分が生じており、このような蛍光灯用ガラス管１は、
管端部３の内面３ｂに付着物等による微小な欠陥６があ
ると、図４に示すように、その管端部３を再度加熱して
電極部材７をリング状バーナー８の炎で融着する際に、
欠陥６からのクラックが弱い圧縮応力層４を貫通して引
張応力層５に到達し、管端部３の表面に引張応力が作用
し破損してしまう。

【０００６】また、管端部３が風冷強化された従来の蛍
光灯用ガラス管１では、図３（Ｄ）に示すように、蛍光
灯用ガラス管１の管端部３の肉厚ｔとすると、外気に触
れて表面積が大きい外面３ａの圧縮応力層４の厚さｔｏ
はかなり厚くなっており、外面３ａよりも遅れて固化す
る内面３ｂ側の圧縮応力層４の厚さｔｉは極端に薄くな
っている。このような蛍光灯用ガラス管１は、引張応力
層５が内面３ｂ側に偏っているので、管端部３の内面３
ｂに付着物等による微小な欠陥６があると、その管端部
３を再度加熱して電極を融着する際に、欠陥６からのク
ラックが極端に薄い厚さｔｉの圧縮応力層４を容易に貫
通して引張応力層５に到達し、管端部３の表面に引張応
力が作用して破損してしまう。

【０００７】近年、一般消費財の国際競争が激化してき
ており、蛍光灯の生産スピードが桁違いに速められてい
るので、蛍光灯用ガラス管１の搬送速度が高くなり、電
極部材７の融着時間が大幅に短くなってきている。しか
も、このような蛍光灯用ガラス管１の破損が、蛍光灯の
製造ラインに投入した蛍光灯用ガラス管１の本数に対し
て０．２％以上の頻度で生じた場合、ガラスの破片処理
等で生産効率が低下するため問題となる。

【０００８】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であり、高速に搬送する際及び電極部材を短時間で融着
する際に、破損することがなく安定して蛍光灯等の照明
バルブを製造することができる照明用ガラス管を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の照明用ガラス管は、縮径部が形成された
管端部を有し、該管端部の外面に肉厚の７％以上の厚さ
を有する圧縮応力層が形成されている照明用ガラス管に
おいて、前記管端部の内面に、５ＭＰａ以上の応力値と
肉厚の７％以上の厚さとを有する圧縮応力層が形成され
ていることを特徴とし、開口端に形成された口焼部より
も中央側領域の内面にこのような圧縮応力層が形成され
ていることが好ましい。

【００１０】本発明で、縮径部が形成された管端部と
は、例えば、蛍光灯用ガラス管では、絞り成形が施され
て直筒部から湾曲部を経て小径の開口端の口焼部に到る
管端部の内面を意味しており、特に、電極部材を融着す
る際に再度加熱される開口端付近の内面に圧縮応力層を
形成しておくことが重要である。

【００１１】管端部の内面に形成される圧縮応力層の応
力の最大値が５ＭＰａ未満である場合、照明用ガラス管
の破損が、使用本数に対して０．２％未満の頻度に抑制
することが可能な表面の強化層としては不十分である。
管端部の内面に形成される圧縮応力層の応力の最大値と
しては５ＭＰａ以上であることが重要である。なお、液
冷処理等を行うと、圧縮応力層の応力の最大値を２００
ＭＰａ程度まで強化することが試験的には可能である
が、表面の圧縮応力層に均衡するように形成される内部
の引張応力層が有する引張応力の最大値が２倍の４００
ＭＰａ程度に達し、僅かなショックが加わると破損して
しまうので、照明用ガラス管としては不適となる。実用
上、圧縮応力層の圧縮応力の最大値としては５０ＭＰａ
以内であることが必要となり、照明用ガラス管が破損し
た際の破片の飛散を抑制する上で２５ＭＰａ以内が好ま
しく、風冷強化により圧縮応力層を形成する場合には１
５ＭＰａ以内がさらに好ましい。

【００１２】また、管端部の内面に形成される圧縮応力
層の厚さが肉厚の７％未満である場合、例えば、肉厚が
０．５ｍｍでは、圧縮応力層の厚さが４０μｍ未満とな
り、実際、イオン交換処理を施すことにより圧縮応力層
を形成した場合の圧縮応力層の厚さは数μｍ〜２０μｍ
程度であり、僅かなキズや成形中に付着した異物等によ
り薄い厚さの圧縮応力層を貫通して引張応力層に到達
し、管端部の表面に引張応力が作用して破損してしま
う。管端部の内面に形成される圧縮応力層の厚さとして
は肉厚の７％以上であることが重要となる。

【００１３】一方、管端部の外面に形成された圧縮応力
層が肉厚の７％未満の厚さである場合、搬送装置等での
取り扱いの際に、管端部の外面に接触することによりキ
ズが入り、そのキズが容易に内部の引張応力層に到達し
てに引張応力が作用すると管端部が破損する。本発明の
照明用ガラス管で管端部の外面に肉厚の７％以上の厚さ
を有する圧縮応力層が形成されていることが重要であ
る。

【００１４】また、本発明の照明用ガラス管は、圧縮応
力層の厚さが５０μｍ以上であることを特徴とする。

【００１５】圧縮応力層の厚さが５０μｍ未満である
と、表面に生じた僅かな欠陥であっても圧縮応力層を容
易に貫通するので、再度加熱される際に加熱時に応力が
欠陥に集中して管端部が破損する。圧縮応力層の厚さと
しては、表面から５０μｍ以上であることが重要であ
る。

【００１６】本発明の照明用ガラス管は、管端部の縮径
部から開口端に至る内面が、２．６ＭＰａ以上の応力値
および肉厚の１０％以上の厚さを有する圧縮応力層で覆
われていることを特徴とする。

【００１７】管端部の縮径部から開口端に至る内面を覆
っている圧縮応力層の応力値が２．６ＭＰａ未満である
場合、表面の強化層としてほとんど作用しない。管端部
の内面に形成される圧縮応力層の応力値としては、２．
６ＭＰａ以上であることが重要である。

【００１８】管端部の縮径部から開口端に至る内面を覆
う圧縮応力層の厚さが肉厚の１０％未満である場合、例
えば、肉厚が０．５ｍｍでは、圧縮応力層の厚さが５０
μｍ未満となり、僅かなキズや成形中に付着した異物等
により薄い厚さの圧縮応力層を貫通して引張応力層に到
達する可能性が残り、照明用ガラス管の破損を使用本数
に対して０．２％未満でＰＰＭオーダーの頻度に抑制す
ることが困難になる。管端部の内面に形成される圧縮応
力層の厚さとしては肉厚の１０％以上であることが重要
となる。

【００１９】本発明の照明用ガラス管は、管端部の外面
に形成された圧縮応力層の厚さをｔｏとし、内面に形成
された圧縮応力層の厚さをｔｉとするとき、それらの比
であるｔｉ／ｔｏが０．３３〜３．０であることを特徴
とする。

【００２０】ｔｉ／ｔｏが０．３３未満、即ち１／３未
満であると、表面の圧縮応力層に均衡するように形成さ
れる内部の引張応力層が内面側に偏るので、内面の圧縮
応力層が外面の圧縮応力層に比べて非常に薄くなり、内
面から破損が生じやすくなる。ｔｉ／ｔｏが３．０を超
えると、外面の圧縮応力層が内面の圧縮応力層に比べて
非常に薄くなり、内部の引張応力層が外面側に偏るの
で、外面から破損が生じやすくなる。管端部外面の圧縮
応力層の厚さｔｏと内面の圧縮応力層の厚さｔｉとの比
ｔｉ／ｔｏとしては、０．３３〜３．０であることが好
ましい。

【００２１】本発明の照明用ガラス管は、管端部の外面
に形成された圧縮応力層の最大応力値をσｏｍａｘと
し、内面に形成された圧縮応力層の最大応力値をσｉｍ
ａｘとするとき、それらの比であるσｉｍａｘ／σｏｍ
ａｘが０．５〜２．０であることを特徴とする。

【００２２】σｉｍａｘ／σｏｍａｘが０．５未満であ
ると、内面の圧縮応力層が外面の圧縮応力層に比べて弱
くなり、内面から破損が生じやすくなる。σｉｍａｘ／
σｏｍａｘが２．０を超えると、外面の圧縮応力層が内
面の圧縮応力層に比べて弱くなり、外面から破損が生じ
やすくなる。σｉｍａｘ／σｏｍａｘが０．５〜２．０
であることが好ましい。

【００２３】また、本発明の照明用ガラス管を構成する
ガラスとしては、蛍光灯用ガラス管の場合、Ｎａ₂Ｏ等
のアルカリ成分を含有するソーダライムガラスが成形
性、電極等の金属材料との適応性の点で適している。

【００２４】

【作用】本発明の照明用ガラス管は、縮径部が形成され
た管端部を有し、該管端部の外面に肉厚の７％以上の厚
さを有する圧縮応力層が形成されている照明用ガラス管
において、前記管端部の内面に、５ＭＰａ以上の応力値
と肉厚の７％以上の厚さとを有する圧縮応力層が形成さ
れており、好ましくは開口端に形成された口焼部よりも
中央側領域の内面にこのような圧縮応力層が形成されて
いるので、電極部材を融着するために再度加熱される際
に、管端部の内面に欠陥がある場合でも、欠陥に引張応
力が集中することがなく破損を防止することができる。

【００２５】また、本発明の照明用ガラス管は、管端部
の外面及び内面に肉厚の７％以上の厚さを有する圧縮応
力層が形成されているので、電極部材を融着する際の破
損防止のみならず、高速に搬送される搬送装置等での取
り扱いの際にも破損を防止することができる。

【００２６】また、本発明の照明用ガラス管は、圧縮応
力層の厚さが５０μｍ以上であるので、管端部の内面に
生じた欠陥が圧縮応力層を容易に貫通することがない。

【００２７】本発明の照明用ガラス管は、管端部の縮径
部から開口端に至る内面が、２．６ＭＰａ以上の応力値
および肉厚の１０％以上の厚さを有する圧縮応力層で覆
われているので、照明用ガラス管の破損を使用本数に対
して０．２％未満のＰＰＭオーダーの頻度に抑制するこ
とが可能となる。

【００２８】また、本発明の照明用ガラス管は、管端部
の外面に形成された圧縮応力層の厚さをｔｏとし、内面
に形成された圧縮応力層の厚さをｔｉとするとき、それ
らの比であるｔｉ／ｔｏが０．３３〜３．０であるの
で、外面と内面の圧縮応力層の厚さが適度な範囲内に維
持されており、外面と内面との双方からの破損を防止す
ることができる。

【００２９】本発明の照明用ガラス管は、管端部の外面
に形成された圧縮応力層の最大応力値をσｏｍａｘと
し、内面に形成された圧縮応力層の最大応力値をσｉｍ
ａｘとするとき、それらの比であるσｉｍａｘ／σｏｍ
ａｘが０．５〜２．０であるので、外面と内面の圧縮応
力層の応力値が適度な範囲内に均衡した状態で維持され
ており、外面と内面との双方からの破損を防止すること
ができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の照明用ガラス管
を、実施例に基づいて詳細に説明する。

【００３１】図１は本発明に係る照明用ガラス管の一例
である蛍光灯用ガラス管１１の断面図である。図中にお
いて、１２は直筒部を、１３は管端部を、１３ａは管端
部１３の外面を、１３ｂは内面を、１４は圧縮応力層
を、１５は引張応力層を、１６は付着物等による微小な
欠陥をそれぞれ示している。

【００３２】本発明の蛍光灯用ガラス管はＮａ₂Ｏ・Ｃ
ａＯ・ＳｉＯ₂系のソーダライムガラスからなり、図１
（Ａ）に示すように、例えば、蛍光灯用ガラス管１１で
は、全長が５６７ｍｍで、直径が２８．７ｍｍで肉厚が
０．８ｍｍの直筒部１２と、その両側に絞り成形が施さ
れて直径が２３．７ｍｍの小径部１３ｄを有する管端部
１３とからなる。この蛍光灯用ガラス管１１は、口金を
取り付けるための絞り成形された管端部１３にあるベー
スライン径ＢＤが２７ｍｍであり、ベースライン長ＢＬ
が５５９．３ｍｍである。

【００３３】蛍光灯用ガラス管１１の直筒部１２から連
なる管端部１３は、図１（Ｂ）に示すように、湾曲部１
３ｃを経て小径部１３ｄの開口した端面１３ｅに到り、
その外面１３ａ及び内面１３ｂには圧縮応力層１４が形
成されている。冷却風の風量や角度等を変化させること
により強化の程度を変えて、この内面１３ｂの圧縮応力
層１４の厚さｔｉが異なる３種類の蛍光灯用ガラス管１
１を各４０本準備し、実施例１〜３の試料とした。

【００３４】また、比較例１として風冷強化を行ってい
ない従来の蛍光灯用ガラス管を、比較例２として管端部
の外面だけを風冷強化して圧縮応力層を設けた蛍光灯用
ガラス管を、比較例３として風除け等で管端部の外面を
保温状態にして内面を風冷することにより圧縮応力層を
設けた蛍光灯用ガラス管を作製し、各比較例の試料を各
４０本準備した。

【００３５】次で、図１（Ｃ）に示すように、管端部１
３の外面１３ａ及び内面１３ｂの圧縮応力層１４を、端
面１３ｅを除く主に小径部１３ｄに対応するＳ領域と、
湾曲部１３ｃにほぼ対応して直筒部１２とは応力分布が
明らかに異なるＴ領域とに分割し、実施例１〜３及び比
較例１〜３の蛍光灯用ガラス管の試料を各２０本使用し
て応力分布を観察した。観察条件は、管端部１３を厚さ
約６ｍｍで管軸方向にスライスして約１０ｍｍに切り出
し、研磨を行って厚さ約５ｍｍの略短冊状の試料を作製
し、この試料をカメラ付偏光顕微鏡の偏光板と検光板と
の間に断面を上下方向に向けて保持し、透過光による観
察を行い、４０倍に拡大されたカラー映像を撮影し、表
面から圧縮応力層１４と引張応力層１５とが均衡して応
力が実質上なくなる位置までの距離を測定し、外面１３
ａ及び内面１３ｂの圧縮応力層１４の厚さとした。この
応力が実質上なくなる位置は、次に示す応力値の測定で
も確認を行った。

【００３６】次に、蛍光灯用ガラス管の管端部に形成さ
れた圧縮応力層の応力値は、偏光顕微鏡の偏光板と検光
板をクロスニコル状態にした間に各試料を保持し、スラ
イド式Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒを用いて圧縮応力層の応
力値に対応する位相差（μｍ）を測定した。この場合、
（単位は慣例的にｃｇｓ系単位で表す）、応力値をＰ
（ｋｇ／ｃｍ²）、光路長（ｃｍ）をＬ、位相差（μ
ｍ）をΔ、Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ定数をＤ、ガラスに
固有の光弾性定数をＣとしたとき、Ｐ＝Δ／Ｄ・Ｃ・Ｌの関係式が成り立つ。また、測定に使用したＣｏｍｐｅ
ｎｓａｔｏｒ定数Ｄは０．９６６であり、本発明のＮａ
₂Ｏ・ＣａＯ・ＳｉＯ₂系のソーダライムガラスからなる
蛍光灯用ガラス管の光弾性定数Ｃは２．５（μｍ／ｃｍ
／ｋｇ／ｃｍ²）であるので、Ｐ＝Δ／（０．９６６）・（２．５）・Ｌの関係式となり、実施例１〜３及び比較例１〜３の各試
料を測定した位相差Δ（μｍ）の値と、測定に用いた各
試料の厚さである光路長Ｌ（ｃｍ）の値とを代入するこ
とにより実施例１〜３及び比較例１〜３の各試料の応力
値Ｐ（ｋｇ／ｃｍ ²）を算出し、この値を単位がＭＰａ
になる数値に換算した。

【００３７】また、蛍光灯用ガラス管に電極部材を融着
する際の再度加熱時に、蛍光灯用ガラス管が容易に破壊
しないかどうか評価を行うために、実施例１〜３及び比
較例１〜３の残りの蛍光灯用ガラス管各２０本を使用
し、その管端部１３の外面及び内面に＃１２０のエメリ
ー紙で加傷して深さが約３０μｍのキズを付けて観察を
行い、破損数を記録した。その結果を表１、２に示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【表２】

【００４０】実施例１の蛍光灯用ガラス管１１は、管端
部１３内面１３ｂのＳ領域での圧縮応力層１４の厚さｔ
ｉが２００μｍで１０７０μｍの肉厚ｔに対して１９％
であり、その応力値σｉが４．７２〜６．２１ＭＰａで
平均５．６１ＭＰａであり、管端部１３外面１３ａの圧
縮応力層１４の厚さｔｏが２７５μｍで肉厚ｔに対して
２５％であり、応力値σｏが６．１２〜６．７５ＭＰａ
で平均６．４７ＭＰａである。また、外面１３ａの圧縮
応力層１４の厚さｔｏに対する内面１３ｂの厚さｔｉの
比ｔｉ／ｔｏは０．８であり、管端部１３のＳ領域に存
在する応力値σｉと応力値σｏの最大値の比であるσｉ
ｍａｘ／σｏｍａｘは、０．７〜１．０２で平均０．８
８である。一方、管端部１３内面１３ｂの圧縮応力層１
４のＴ領域での厚さｔｉは１１０μｍで８７０μｍの肉
厚ｔに対して１３％であり、応力値σｉが２．４０〜
２．６３ＭＰａで平均２．５５ＭＰａであり、管端部１
３外面１３ａの圧縮応力層１４の厚さｔｏが１５５μｍ
で肉厚ｔに対して１８％で、応力値σｏが３．６６〜
３．８４ＭＰａで平均３．７８ＭＰａである。加傷試験
の結果は試験数２０本中、破損数は１本であった。破損
の原因としては、Ｔ領域の圧縮応力層１４に２．６ＭＰ
ａ未満の部位が存在しており、この付近にたまたま欠陥
が存在したことによる破損と考えられる。

【００４１】また、実施例２の蛍光灯用ガラス管は、管
端部１３内面１３ｂのＳ領域での圧縮応力層１４の厚さ
ｔｉが１３５μｍで１０９０μｍの肉厚ｔに対して１２
％と比較的薄く、その応力値σｉが５．８２〜６．５５
ＭＰａで平均６．２０ＭＰａであり、管端部１３外面１
３ａの圧縮応力層１４の厚さｔｏが３６０μｍで肉厚ｔ
に対して３３％と比較的厚くなっている。応力値σｏも
７．５６〜９．２３ＭＰａで平均８．７７ＭＰａと外面
１３ａ側が僅かに強くなっている。また、ｔｉ／ｔｏは
０．４であり、管端部１３のＳ領域に存在する応力値σ
ｉと応力値σｏの最大値の比であるσｉｍａｘ／σｏｍ
ａｘは、０．６５〜０．９１で平均０．８５である。一
方、圧縮応力層１４のＴ領域での厚さｔｉは１３０μｍ
で８９０μｍの肉厚ｔに対して１５％であり、応力値σ
ｉが４．２２〜５．０６ＭＰａで平均４．６９ＭＰａで
あり、管端部１３外面１３ａの圧縮応力層１４の厚さｔ
ｏが２４０μｍで肉厚ｔに対して２７％で、応力値σｏ
が３．９１〜５．６０ＭＰａで平均４．６４ＭＰａで、
ｔｉ／ｔｏは０．５である。このように、実施例２の蛍
光灯用ガラス管は、管端部１３外面１３ａ側の圧縮応力
層１４が厚く強い傾向にあるが、加傷試験の結果、試験
数２０本中破損は見られなかった。

【００４２】また、実施例３の蛍光灯用ガラス管は、Ｓ
領域の厚さｔｉが３５０ｍで１１００μｍの肉厚ｔに対
して３２％と比較的厚く、その応力値σｉが７．３４〜
８．９１ＭＰａで平均８．３１ＭＰａであり、管端部１
３外面１３ａの圧縮応力層１４の厚さｔｏが１５０μｍ
で肉厚ｔに対して１４％と比較的薄く、応力値σｏは
６．５４〜６．８５ＭＰａで平均６．７０と内面１３ｂ
側が少し強くなっている。また、ｔｉ／ｔｏは２．３で
あり、管端部１３のＳ領域に存在する応力値σｉと応力
値σｏの最大値の比であるσｉｍａｘ／σｏｍａｘは、
１．１２〜１．３０で平均１．２１である。一方、Ｔ領
域の厚さｔｉは２５０μｍで８８０μｍの肉厚ｔに対し
て２８％であり、応力値σｉが２．９８〜５．４０ＭＰ
ａで平均４．１９ＭＰａである。また、外面１３ａの圧
縮応力層１４の厚さｔｏが１２５μｍで肉厚ｔに対して
１４％であり、応力値σｏが４．３６〜５．３５ＭＰａ
で平均４．８６ＭＰａ、ｔｉ／ｔｏは２．０である。こ
のように、実施例３の蛍光灯用ガラス管は、内面１３ｂ
側の圧縮応力層１４が外面１３ａ側よりも少し厚く強い
傾向にあるが、加傷試験の結果、試験数２０本中破損は
見られず、実施例２の場合よりも安定し太状態で内面１
３ｂ側を強化することができた。これら実施例２、３の
蛍光灯用ガラス管１１の管端部１３内面１３ｂを拡大し
て観察したところ、従来の蛍光灯用ガラス管では破損し
ている程度の表面欠陥を持つものもあったが破損には至
らなかった。

【００４３】これに対して、比較例１の従来の蛍光灯用
ガラス管は、管端部内面の圧縮応力層のＳ領域に存在す
る応力値σｉが最大値でも５ＭＰａ未満であり、かつＴ
領域には２．６ＭＰａ未満の小さい部分が生じており、
加傷試験の結果は試験数２０本中全て破損した。

【００４４】また、比較例２の外面を急冷した蛍光灯用
ガラス管は、Ｓ領域の圧縮応力層の応力値σｉが５ＭＰ
ａ以上ではあるが、Ｓ領域での厚さｔｉが４７μｍで肉
厚ｔに対して４％で、Ｔ領域の厚さｔｉも３７μｍで肉
厚ｔに対して４％であり、５０μｍ未満で肉厚の７％未
満と極端に薄く、ｔｉ／ｔｏは０．１でガラス内部の引
張応力層が極端に内面側に偏っており、加傷試験の結果
は試験数２０本中全て破損した。

【００４５】内面を急冷し外面を保温した比較例３の蛍
光灯用ガラス管は、Ｓ領域の応力値σｉが５ＭＰａ以上
ではあるが、Ｓ領域での外面の圧縮応力層の厚さｔｏが
４５μｍと肉厚ｔに対して４％で、Ｔ領域の厚さｔｉも
４８μｍで肉厚ｔに対して６％であり、５０μｍ未満で
肉厚の７％未満と極めて薄く、ｔｉ／ｔｏは７．０〜
８．９で、ガラス内部の強い引張応力層が極端に外面側
に偏っており、加傷試験の結果は試験数２０本中、破損
数が１１本と多く、強化を行っていない従来品よりも破
損数は少ないものの、安心して使用できるレベルには達
していない。また、比較例３の蛍光灯用ガラス管は、外
面の圧縮応力層の厚さｔｏが極めて薄く、高速搬送時等
の取り扱い中に破損する確率が従来品よりも高くなるの
で使用すること自体が控えられるものである。

【００４６】以上のように、本発明の蛍光灯用ガラス管
は、高速搬送等の取り扱いの際、および、先出の図４に
示すように、電極部材を短時間で融着するために再度急
速加熱される際にも、実質的に破壊を起こさないレベル
の圧縮応力層が管端部の適切な位置に適切なバランスで
形成されているものであることが確認された。

【００４７】次に、本発明に係る照明用ガラス管の製造
方法を説明する。

【００４８】本発明の蛍光灯用ガラス管１１は、図２に
示すような工程を経て製造される。

【００４９】まず、Ｎａ₂Ｏ、ＣａＯ、ＳｉＯ₂等を含有
するガラス原料を溶融し、得られるソーダライムガラス
の生地を、例えば、図示しないダンナー成形プロセスを
使用することにより直径が２８．７ｍｍで厚さ０．８ｍ
ｍの長さ約５８０ｍｍのガラス管２１を得る。

【００５０】次いで、図２（Ａ）に示すように、このガ
ラス管２１を回転する支持ローラー３１、３２の谷間に
載置し、ガラス管２１の端部２１ａをバーナー３３で加
熱して軟化させ、図２（Ｂ）に示すように、成形ローラ
ー３４で絞り成形を行うことにより、ベースライン長Ｂ
Ｌが５５９．３ｍｍで、絞り成形された湾曲部１３ｃに
あるベースライン径ＢＤが２７ｍｍで、小径部１３ｄの
端面１３ｅの開口径が２３．７ｍｍである管端部１３を
形成して蛍光灯用ガラス管の形状とする。

【００５１】その後、図２（Ｃ）に示すように、ソーダ
ライムガラスの歪み点である４８０℃より高い約５５０
℃の高温状態にある管端部１３の内面１３ｂに向けてノ
ズル３５から可能な限り均一かつ同時に冷却風Ｗを吹き
付ける。必要な場合には、外面１３ａ及び端面１３ｅに
向けてノズル３６から冷却風Ｗを吹き付けることによ
り、先出の図１（Ｂ）に示すような、蛍光灯用ガラス管
１１の管端部１３の外面１３ａ、内面１３ｂ及び端面１
３eに圧縮応力層１４を形成する。また、内面１３ｂの
圧縮応力層１４の応力値は、ノズル３５から吹き付ける
冷却風Ｗの風量、冷却風Ｗの温度、冷却時間のそれぞれ
を最適に制御することにより調整する。

【００５２】なお、上記実施例で、各応力層の応力値の
測定及び観察には、クロム電子有限会社製簡易歪み計
（ＤＳ−６０１ＭＡＲＫII型）と、株式会社ニコン製偏
光顕微鏡（ＰＯＨ型）とを使用した。

【００５３】また、上記実施例では蛍光灯用ガラス管を
示したが、これに限定されるものではなく、本発明は他
の同様な課題を有する照明用ガラス管であれば適用が可
能である。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の照明用ガ
ラス管によれば、管端部の内面に、５ＭＰａ以上の応力
値と肉厚の７％以上の厚さとを有する圧縮応力層、及び
管端部の外面に肉厚の７％以上の厚さを有する圧縮応力
層とが形成されているので、搬送装置等での取り扱いの
際及び電極部材を融着するために再度加熱される際に、
管端部の内面に欠陥がある場合でも破損を防止して、蛍
光灯等の照明バルブの生産効率を向上させることができ
る。

【００５５】また、本発明の照明用ガラス管によれば、
圧縮応力層の厚さが５０μｍ以上であるので、管端部の
内面に生じた欠陥が圧縮応力層を容易に貫通することが
なく、管端部の破損により蛍光灯等の照明バルブ製造ラ
インの生産効率を低下させることがない。

【００５６】本発明の照明用ガラス管によれば、管端部
の縮径部から開口端に至る内面が、２．６ＭＰａ以上の
応力値および肉厚の１０％以上の厚さを有する圧縮応力
層で覆われているので、管端部の内面に生じた欠陥が圧
縮応力層を容易に貫通することがなく、照明用ガラス管
の管端部の破損を使用本数に対して０．２％未満でＰＰ
Ｍオーダーの頻度に抑制することが可能となり、蛍光灯
等の照明バルブの生産を極めて安定させることができ
る。

【００５７】また、本発明の照明用ガラス管によれば、
管端部の外面に形成された圧縮応力層の厚さをｔｏと
し、内面に形成された圧縮応力層の厚さをｔｉとすると
き、それらの比であるｔｉ／ｔｏが０．３３〜３．０で
あるので、電極部材を融着するために管端部が急激に加
熱され従来では管端部の内面にかなりの引張応力が作用
する場合や搬送装置等での搬送スピードを上げた際にも
適切な厚さの圧縮応力層により破損を防止することが可
能となる。

【００５８】本発明の照明用ガラス管によれば、管端部
の外面に形成された圧縮応力層の最大応力値をσｏｍａ
ｘとし、内面に形成された圧縮応力層の最大応力値をσ
ｉｍａｘとするとき、それらの比であるσｉｍａｘ／σ
ｏｍａｘが０．５〜２．０であるので、電極部材を融着
するために温度上昇が早く管端部が加熱される際、従来
では管端部の内面にかなりの引張応力が作用する場合で
も、発生する引張応力を管端部の内外面に適切に配分し
た圧縮応力層によりバランスよく相殺して破損を防止す
ることが可能となり、蛍光灯等の照明バルブの生産をさ
らに安定させることができる。

【００５９】このように、本発明の照明用ガラス管によ
れば、高速に搬送され、短時間で電極部材が融着される
照明バルブを効率的に作製することが可能となる実用上
極めて優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る照明用ガラス管の一実施の形態を
示す説明図であって、（Ａ）は部分破断図、（Ｂ）は管
端部の拡大断面図、（Ｃ）は管端部の部位の説明図、
（Ｄ）は応力分布の説明図。

【図２】本発明の照明用ガラス管を作製する工程を示す
説明図であって、（Ａ）はガラス管の管端部を加熱する
説明図、（Ｂ）は加熱された管端部に絞り加工を施す説
明図、（Ｃ）は成形された管端部を冷却する説明図。

【図３】従来の照明用ガラス管の説明図であって、
（Ａ）は部分破断図、（Ｂ）は（Ａ）の管端部の拡大断
面図、（Ｃ）は従来の照明用ガラス管の応力分布説明
図、（Ｄ）は風冷強化した従来の照明用ガラス管の応力
分布説明図。

【図４】照明用ガラス管を用いて蛍光灯を組み立てる説
明図。

【符号の説明】

１、１１蛍光灯用ガラス管２、１２直筒部３、１３管端部４、１４圧縮応力層５、１５引張応力層７電極部材１３ａ外面１３ｂ内面１３ｃ湾曲部１３ｄ小径部１３ｅ端面２１ガラス管３１、３２ローラー３３バーナー３４成形ローラー３５、３６ノズルＢＤベースライン径ＢＬベースライン長ｔ肉厚ｔｏ外面の圧縮応力層の厚さｔｉ内面の圧縮応力層の厚さＷ冷却風

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】縮径部が形成された管端部を有し、該管
端部の外面に肉厚の７％以上の厚さを有する圧縮応力層
が形成されている照明用ガラス管において、前記管端部の内面に、５ＭＰａ以上の応力値と肉厚の７
％以上の厚さとを有する圧縮応力層が形成されているこ
とを特徴とする照明用ガラス管。
【請求項２】圧縮応力層の厚さが５０μｍ以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の照明用ガラス管。
【請求項３】管端部の縮径部から開口端に至る内面
が、２．６ＭＰａ以上の応力値および肉厚の１０％以上
の厚さを有する圧縮応力層で覆われていることを特徴と
する請求項１または２に記載の照明用ガラス管。
【請求項４】管端部の外面に形成された圧縮応力層の
厚さをｔｏとし、内面に形成された圧縮応力層の厚さを
ｔｉとするとき、それらの比であるｔｉ／ｔｏが０．３
３〜３．０であることを特徴とする請求項１から３の何
れかに記載の照明用ガラス管。
【請求項５】管端部の外面に形成された圧縮応力層の
最大応力値をσｏｍａｘとし、内面に形成された圧縮応
力層の最大応力値をσｉｍａｘとするとき、それらの比
であるσｉｍａｘ／σｏｍａｘが０．５〜２．０である
ことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の照明
用ガラス管。