JP2003151438A - 放電灯の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高輝度、長寿命の放電灯が製造できる放電灯
の製造方法を提供する。 【解決手段】 放電灯１００はガラス管１０の両端部に
１対のマウント１３，１４′を封着している。排気する
側のマウント１４′を保持する方法として、当該マウン
ト１４′に追加工して導入線４′の先端に膨出部２２を
形成する。そしてこのマウント１４′をガラス管１０内
に挿入した後、フォーミングして第１の狭窄部２３を形
成し、膨出部２２を引っかけ、ビーズガラス５′の部分
がガラス管１０の所定の位置１２に位置決めされるよう
にする。こうして、マウント１４′の金属電極３′の外
径は可能な限り大きく設計できるようにし、製造される
放電灯の性能を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電灯の製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液晶モニター、ノート型パーソ
ナルコンピュータのディスプレイ、携帯型や車載型の液
晶テレビモニターなどの液晶ディスプレイのバックライ
トに用いられる冷陰極低圧放電灯１００は、図８に示す
構造である。これについて説明するとガラス管１の内面
に発光体として蛍光体被膜２を形成し、ガラス管１の両
管端に有底筒状の金属電極３，３′を配置し、ガラス管
１の両管端に気密に封着した導入線４，４′の内端をこ
の金属電極３，３′に接続している。５，５′は導入線
４，４′をガラス管１の両管端に気密に封着するための
ビーズガラスである。ガラス管１の内部には、水銀及び
Ｎｅ−Ａｒ混合ガスが封入してある。

【０００３】そして、このような放電灯の製造方法は、
図９及び図１０の（ｉ）〜（xii）に示す吊下げ方式に
よっている。すなわち、 （ｉ）長尺のガラス管１０の所定部分の内部に蛍光体被
膜２をコーティングする。

【０００４】（ii）ガラス管１０の一端１１から所定距
離だけ離れた部分（所定のランプ長に相当する部分）１
２を加熱して窄（すぼ）め、狭窄部を形成する。

【０００５】（iii）ガラス管１０の一端１１の開口部
に金属電極３、導入線４及びビーズガラス５の組体（マ
ウント）１３を挿入し、ビーズガラス５をガラス管１０
の端部１１と加熱溶着する。

【０００６】（iv）ガラス管１０の狭窄部１２に、マウ
ント１３と同じ構成の金属電極３′、導入線４′及びビ
ーズガラス５′の組体（マウント）１４をマウント１３
とは反対姿勢で挿入して、狭窄部１２に受持させる。

【０００７】（ｖ）ガラス管１０の狭窄部１２よりもさ
らに上方の部分１５も加熱して第２の狭窄部を形成す
る。そして、この水銀蒸気源となる水銀Ｈｇとゲッター
となるジルコン、アルミナ等との合金の筒体１６をガラ
ス管１０の上開口から挿入して第２の狭窄部１５に受持
させる。

【０００８】（vi）（ｖ）の状態で上開口から真空引き
しながら、部分１７を加熱して閉塞させる。これによ
り、ガラス管１０の一端１１と閉塞部１７との間は高真
空状態になる。この後、閉塞部１７でガラス管１０の上
余部を切り取る。

【０００９】（vii）合金筒体１６の挿入部分をコイル
１８で高周波加熱することによって合金中の水銀を蒸気
化をする。

【００１０】（viii）合金筒体１６の挿入部分をヒータ
１９で加熱することによって（vii）で蒸気化された水
銀蒸気を拡散させ、ガラス管１０内の下方のマウント１
３，１４間の空間まで移動させる。

【００１１】（ix）回転バーナ２０によって上側のマウ
ント１４を受持している狭窄部１２を加熱することによ
ってマウント１４のビーズガラス５′をガラス管１０と
溶着させ、狭窄部１２より下方のガラス管１０を封着す
る。合金筒体１６はこの加熱加工工程中に発生する不純
ガスを吸着し、ガラス管１０内に不純ガスを残さないよ
うに作用する。

【００１２】（ｘ）さらに回転バーナ２０で加熱しなが
ら、ガラス管１０の狭窄部１２よりも上側の部分を切り
取る。

【００１３】（xi）ガラス管１０の上下両端に余分に飛
び出している導入線４，４′の余分な部分をカットす
る。

【００１４】（xii）さらに、ガラス管１０をアニール
することによって水銀蒸気をガラス管内にいっそう拡散
させる。こうして、図８に示した放電灯１００が完成す
ることになる。

【００１５】この従来の放電灯の製造方法において、特
に、図９（ii）〜（iv）に示すマウント１４の位置決め
保持工程は、図１１（ｉ）〜（iii）に拡大して示すよ
うに、ガラス管１０における部分１２をガスバーナ３１
で両側から加熱し、続いて加熱した部分１２をフォーミ
ングピン３２で両側から押して内側へ凹むように変形さ
せ、この部分１２を狭窄部とし、上述した金属電極
３′、導入線４′及びビーズガラス５′のマウント１４
を挿入してビーズガラス５′をこの狭窄部１２で受持さ
せ、マウント１４の全体を宙吊りの形で保持させる工程
にしている。

【００１６】そしてマウント１４を狭窄部１２に宙吊り
にするために、図１１（ii）に示す工程で、ガラス管１
０の狭窄部１２の最小ギャップ寸法Ａをマウント１４の
円筒状の金属電極３′の外径Ｂよりは大きく、しかも円
柱体のビーズガラス５′の外径Ｃよりは小さくする作業
を行う。ただし、ガラス管１０の狭窄部１２はその全周
ではなく、一部だけを窄めることにより、狭窄部１２に
おいてビーズガラス５′を受持しつつもビーズガラス
５′の外周とガラス管１０の内周との間に隙間を作り、
その隙間を通じて水銀蒸気を通流させる工夫をしてい
る。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の吊下げ方式による放電灯の製造方法によれば、ガラス
管１０の中間の部分１２においてマウント１４をガラス
管１０に封着させるために、ガラス管１０の部分１２に
対して狭窄部を形成するのに規定の寸法Ａ通りに正確に
変形させる必要があり、また、マウント１４についても
金属電極３′の外径寸法Ｂをビーズガラス５′の外形寸
法Ｃよりも必ず所定値だけ小さくする必要があった。つ
まり、正確にＢ＜Ａ＜Ｃになるように調整する必要があ
った。

【００１８】他方、近年の放電灯に求められる性能は、
ガラス管寸法を極力小さくし、しかも高輝度、高品質、
長寿命というものである。このような要求に対応するた
めには、図８の放電灯１００において、金属電極３，
３′の外形寸法をガラス管１の内径の範囲内で極力大き
くすることが望まれる。

【００１９】ところが、上述したように、従来の吊下げ
方式の製造方法で製造される放電灯１００は、必ずマウ
ント１４の金属電極３′の外径寸法Ｂがビーズガラス
５′の外形寸法Ｃよりも所定値だけ小さいものになって
いた。また、放電灯１００の一端１１に封着するマウン
ト１３についても、製造コストの面からマウント１４と
同じ仕様の部品を流用するので、同様の寸法関係であっ
た。このため、従来の製造方法では、金属電極の外径を
より大きくして放電灯の性能を向上させることが望めな
かった。

【００２０】加えて、従来の製造方法の場合、狭窄部１
２におけるビーズガラス５′の外側面と狭窄部１２の内
側面との間の隙間を通じて水銀蒸気を通流させ、また不
純ガスを通流させることになるが、内側に変形して狭ま
っているため、これらの気体の流通が円滑には行えず、
放電発光現象に悪影響を与える不純ガスの除去が完全に
は行えず、長寿命化にも限界があった。

【００２１】本発明はこのような従来の技術的課題に鑑
みてなされたもので、高輝度、長寿命の放電灯を従来よ
りも少ない工程で製造できる放電灯の製造方法を提供す
ることを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の放電灯
の製造方法は、（ｉ）所定部分の内部に蛍光体被膜をコ
ーティングした長尺のガラス管の一端部に金属電極、導
入線及びビーズガラスの組体で成る第１のマウントを挿
入し、ビーズガラスをガラス管の一端部に溶着し、（i
i）（ｉ）の工程で得られたガラス管を水平に支持し、
（iii）金属電極、導入線及びビーズガラスの組体で成
り、かつ導入線の先端に膨出部の形成されている第２の
マウントをその金属電極側を先にして、ガラス管の開口
端から内部に挿入し、ガラス管内の所定位置まで押込
み、（ｉv）ガラス管における前記所定位置よりも前記
開口端側の、前記膨出部の位置する部分に第１の狭窄部
を形成し、（ｖ）前記第１の狭窄部よりもさらに開口端
側において、ガラス管に第２の狭窄部を形成し、（vi）
ガラス管の全体を垂直に立てて支持し、（vii）ガラス
管が縦になった状態で、前記開口端から水銀蒸気源とな
る水銀とゲッターとなる合金とを組み合わせた合金筒体
をガラス管内に挿入して前記第２の狭窄部にて受持さ
せ、（viii）ガラス管の前記開口端から真空引きしなが
ら、当該ガラス管の前記合金筒体より開口端側の部分を
閉塞し、（ix）前記合金筒体の挿入部分を加熱すること
によって合金筒体中の水銀を蒸気化させ、（ｘ）ガラス
管におけるその内部に前記第２のマウントのビーズガラ
スが位置する部分を加熱して当該ビーズガラスをガラス
管と溶着させ、（xi）前記第２のマウントのビーズガラ
スの封着部においてガラス管を切断し、当該封着部より
も上側の部分を除去することを特徴とするものである。

【００２３】請求項２の発明は、請求項１の放電灯の製
造方法において、ガラス管の開口端に先細りとなったガ
イド孔が形成されたガイドをあてがい、前記第２のマウ
ントをガイド孔にガイドさせながらガラス管内に挿入す
ることを特徴とするものである。

【００２４】請求項３の発明は、請求項１又は２の放電
灯の製造方法において、（iii）の工程では、ガラス管
内に挿入された第２のマウントを、ガラス管の開口端か
ら挿入した押し棒によって所定の位置まで押込むことを
特徴とするものである。

【００２５】請求項４の発明は、請求項１〜３の放電灯
の製造方法において、（xi）の工程では、第１の狭窄部
を加熱して内径を拡がらせ、第２のマウントの上端の膨
出部がこの第１の狭窄部の内部を通過できるようにし、
次に、第２のマウントのビーズガラスの封着部分におい
てガラス管を切断し、導入線を残して封着部分よりも上
側の部分を切り取り、次に、第２のマウントの前記膨出
部よりも下側の適当な長さ位置で導入線を切断し、ガラ
ス管の上部の余分な部分をその中に膨出部と合金筒体を
収容したまま除去することを特徴とするものである。

【００２６】請求項５の発明は、請求項１〜４の放電灯
の製造方法において、前記導入線の先端部をループ状に
曲げ加工し、又はプレスによって円盤状に押しつぶすこ
とによって膨出部が形成された第２のマウントを用いる
ことを特徴とするものである。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳説する。本発明の実施の形態によって製造す
る放電灯１００は、従来例と同様、図８に示した構造の
ものであり、所定長、内外径のガラス管１の内面に発光
体として蛍光体被膜２を形成し、ガラス管１の両管端に
有底筒状の金属電極３，３′を配置し、ガラス管１の両
管端に気密に封着した導入線４，４′の内端をこの金属
電極３，３′に接続している。５，５′は導入線４，
４′をガラス管１の両管端に気密に封着するためのビー
ズガラスである。ガラス管１の内部には、水銀及びＮｅ
−Ａｒ混合ガスが封入してある。

【００２８】そして、本発明の１つの実施の形態の放電
灯の製造方法は、図１〜図４の工程（ｉ）〜工程（xi
x）に示すものである。

【００２９】（ｉ）長尺のガラス管１０の所定部分の内
部に蛍光体被膜２をコーティングし、アニール処理す
る。これは水平状態、垂直状態のいずれであってもよ
い。

【００３０】（ii）水平状態に支持したガラス管１０の
一端１１の開口部に金属電極３、導入線４及びビーズガ
ラス５のマウント１３を挿入し、ビーズガラス５をガラ
ス管１０の端部１１に加熱溶着する。

【００３１】（iii）〜（ｖ）水平に支持されたガラス
管１０の開口端３１にガイド３２を当て、マウント１
４′をその金属電極３′側を先にしてガイド３２を通し
てガラス管１０内に挿入する。なお、マウント１４′の
導入線４′から延びている開放端部は、ガラス管１０の
内径よりも若干小さい外径のループ２２になるように曲
げられている。

【００３２】（vi）ガラス管１０にマウント１４′を完
全に押込む。

【００３３】（vii）さらに、押し棒３３を用いてマウ
ント１４′をそのビーズガラス５′が所定位置１２まで
入り込むように押込む。

【００３４】（viii）ガラス管１０における所定部１２
よりも開口端３１側のループ２２の位置する部分２３の
全周を９００℃程度に加熱して全周を窄ませ、狭窄部を
形成する。図５及び図６に詳しく示したように、狭窄部
２３の内径βとマウント１４′の上端部のループ２２の
外径αとの寸法関係は、α＞βである。

【００３５】（ix）狭窄部２３よりもさらに開口端３１
側において、ガラス管１０に（viii）と同じ方法で第２
の狭窄部１５を形成する。

【００３６】（ｘ）ここまでの加工が完了すれば、ガラ
ス管１０の全体を垂直に立てて支持する。垂直に立てる
ことにより、マウント１４′は下側に位置するマウント
１３側に落下するが、図５及び図６に示したように寸法
関係がα＞βであるので、ループ２２が狭窄部２３に受
け止められる。これにより、マウント１４′のビーズガ
ラス５′が所定位置１２に位置決めされた状態でこのマ
ウント１４′を宙吊り状態で支持することになる。

【００３７】（xi）ガラス管１０が縦になった状態で、
開口端３１から水銀蒸気源となる水銀Ｈｇとゲッターと
なるジルコン、アルミナ等との合金の筒体１６をガラス
管１０に挿入して第２の狭窄部１５にて受持させる。

【００３８】（xii）（xi）の状態でガラス管１０の上
開口端３１から真空引きしながら、部分１７を加熱して
閉塞させる。これにより、ガラス管１０の一端１１と閉
塞部１７との間は高真空状態になる。この後、閉塞部１
７でガラス管１０の上端部を切り取る。

【００３９】（xiii）合金筒体１６の挿入部分をコイル
１８で高周波加熱することによって合金中の水銀を蒸気
化をする。

【００４０】（xiv）合金筒体１６の挿入部分をヒータ
１９で加熱することによって（xiii）で蒸気化された水
銀蒸気を拡散させ、ガラス管１０内の下方のマウント１
３，１４′間の空間まで移動させる。

【００４１】（xv）ガラス管１０におけるマウント１
４′のビーズガラス５′が位置する部分を回転バーナ２
０によって加熱することにより、マウント１４′のビー
ズガラス５′をガラス管１０と溶着させ、部分１２より
下方のガラス管１０の両端を封止する。合金筒体１６は
この加熱加工中に発生する不純ガスを吸着し、ガラス管
１０内に不純ガスを残さないように作用する。

【００４２】（xvi）図５及び図６に示したように、寸
法関係がα＞βであり、そのままではガラス管１０の上
部を引き抜くことができないので、バーナ２５で狭窄部
２３を加熱して軟らかくし、マウント１４′の上端のル
ープ２２がこの狭窄部２３の内部を通過できるようにす
る。そして、マウント１４′のビーズガラス５′の封着
部１２においてガラス管１０を切断し、封着部１２より
も上側の部分を切り取り、ガラス管１０の上部を引き上
げる。加熱によってガラス管１０の狭窄部２３が軟らか
くなっているので、この作業によって狭窄部２３がルー
プ２２によって押し広げられ、上側に引き抜くことがで
きる。

【００４３】（xvii），（xviii）カッター２６でマウ
ント１４′のループ２２よりも下側の導入線４′を適当
な長さの位置で切断し、ガラス管１０の上部の余分な部
分２７をその中にループ２２、合金筒体１６を収容した
まま除去し、両端にマウント１３，１４′が封着されて
いる所定長のガラス管１を残す。そして、マウント１３
の導入線４についても、適当な長さに切断する。

【００４４】（xix）さらに、ガラス管１０の端部１２
をアニールすることによって水銀蒸気をガラス管内にい
っそう拡散させる。こうして、図８に示した従来とほぼ
同様の放電灯１００が完成することになる。

【００４５】本実施の形態の放電灯の製造方法におい
て、特に、図２（ix），（ｘ）及び図３（xi）に示すマ
ウント１４′の位置決め保持工程は、図５（ｉ），（i
i）及び図６に拡大して示すように、まず、水平状態の
ガラス管１０における部分２３の全周を加熱し、続いて
加熱した部分の全周を内側へ凹むように変形させ、この
部分を狭窄部２３とする。次に、ガラス管１０を縦にす
ると、マウント１４′が自重で落下し、ループ２２がこ
の狭窄部２３で受け止められ、マウント１４′の全体が
所定の部分１２の位置に宙吊りの形で位置決めされる。

【００４６】なお、図５（iii）及び図６に示すよう
に、マウント１４′を狭窄部２３から宙吊りできるよう
に、ガラス管１０の狭窄部２３の内周径αよりもマウン
ト１４′のループ２２の外径βは大きくしてある。これ
により、ループ２２による吊下げによってマウント１
４′のビーズガラス５′が所定位置１２に保持できるの
で、ガラス管１０における所定位置１２には、従来のよ
うな狭窄部を形成しない。

【００４７】これにより、第１の実施の形態の放電灯の
製造方法によれば、図１１（ｉ）〜（iii）に示した従
来の方法のようにガラス管１０の所定部位１２に狭窄部
を形成し、その狭窄部１２によってマウント１４のビー
ズガラス５′を受持し、マウント１４の全体を宙吊り状
態に保持する必要がなくなる。この結果、マウント１
４′における金属電極３′の外径Ｂをビーズガラス５′
の外径Ｃとほぼ等しくなるまで拡げることができ、しか
もこれらをガラス管１０の内径Ａよりも若干小さい程度
にすることができることになる。

【００４８】したがって、本実施の形態の方法によれ
ば、従来方法に比べてより少ない工程によって、水銀蒸
気の拡散効率が改善され、また不純ガスの除去能率も改
善され、従来よりも高輝度、長寿命の放電灯１００を製
造することができる。

【００４９】なお、マウント１４′には図７に示す構造
のものを用い、図１〜図４の工程（ｉ）〜（xix）で放
電灯１００を製造することもできる。この第２の実施の
形態の特徴は、マウント１４′として、その導入線４′
の先端部にループ２２を形成する代わりに、先端部をプ
レスして円形端２２０を形成したものを用いる点にあ
る。この構造のマウント１４′を用いて行う第２の実施
の形態の放電灯の製造方法は、第１の実施の形態のもの
と同様である。

【００５０】これによっても、従来方法によりも少ない
工程で、水銀蒸気の拡散効率が改善され、また不純ガス
の除去能率も改善され、従来よりも高輝度、長寿命の放
電灯１００を製造することができる。

【００５１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、従来例に
比べて高輝度、長寿命の放電灯をより少ない工程で製造
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の放電灯の製造方法
の（ｉ）〜（ｖ）の工程図。

【図２】上記実施の形態の製造方法の（vi）〜（ｘ）の
工程図。

【図３】上記実施の形態の製造方法の（xi）〜（xv）の
工程図。

【図４】上記実施の形態の製造方法の（xvi）〜（xix）
の工程図。

【図５】上記の実施の形態の製造方法における工程（vi
ii），（xi）の詳しい説明図及びＡ−Ａ線拡大断面図。

【図６】上記の実施の形態の製造法における工程（xv
i）で符号１２の部分を切断した直後の状態を示す拡大
図。

【図７】本発明の第２の実施の形態の放電灯の製造方法
における工程（viii），（xi）の詳しい説明図及びＡ−
Ａ線拡大断面図。

【図８】一般的な放電灯の断面図。

【図９】従来の放電灯の製造方法の（ｉ）〜（ｖ）の工
程図。

【図１０】従来の製造方法の（vi）〜（xii）の工程
図。

【図１１】従来の製造方法における工程（ii），（iv）
の詳しい説明図。

【符号の説明】 １ ガラス管 ２ 蛍光体被膜 ３，３′ 金属電極 ４，４′ 導入線 ５，５′ ビーズガラス １０ ガラス管 １３ マウント １４′ マウント ２２ ループ ２２０ 円形端

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 之康 愛媛県今治市旭町５丁目２番地の１ ハリ ソン東芝ライティング株式会社内 Ｆターム(参考） 5C012 JJ02 RR04 RR05

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ｉ）所定部分の内部に蛍光体被膜をコ
   ーティングした長尺のガラス管の一端部に金属電極、導
   入線及びビーズガラスの組体で成る第１のマウントを挿
   入し、ビーズガラスをガラス管の一端部に溶着し、 （ii）（ｉ）の工程で得られたガラス管を水平に支持
   し、 （iii）金属電極、導入線及びビーズガラスの組体で成
   り、かつ導入線の先端に膨出部の形成されている第２の
   マウントをその金属電極側を先にして、ガラス管の開口
   端から内部に挿入し、ガラス管内の所定位置まで押込
   み、 （ｉv）ガラス管における前記所定位置よりも前記開口
   端側の、前記膨出部の位置する部分に第１の狭窄部を形
   成し、 （ｖ）前記第１の狭窄部よりもさらに開口端側におい
   て、ガラス管に第２の狭窄部を形成し、 （vi）ガラス管の全体を垂直に立てて支持し、 （vii）ガラス管が縦になった状態で、前記開口端から
   水銀蒸気源となる水銀とゲッターとなる合金とを組み合
   わせた合金筒体をガラス管内に挿入して前記第２の狭窄
   部にて受持させ、 （viii）ガラス管の前記開口端から真空引きしながら、
   当該ガラス管の前記合金筒体より開口端側の部分を閉塞
   し、 （ix）前記合金筒体の挿入部分を加熱することによって
   合金筒体中の水銀を蒸気化させ、 （ｘ）ガラス管におけるその内部に前記第２のマウント
   のビーズガラスが位置する部分を加熱して当該ビーズガ
   ラスをガラス管と溶着させ、 （xi）前記第２のマウントのビーズガラスの封着部にお
   いてガラス管を切断し、当該封着部よりも上側の部分を
   除去することを特徴とする放電灯の製造方法。
2. 【請求項２】 （iii）の工程では、ガラス管の開口端
   に先細りとなったガイド孔が形成されたガイドをあてが
   い、前記第２のマウントをガイド孔にガイドさせながら
   ガラス管内に挿入することを特徴とする請求項１に記載
   の放電灯の製造方法。
3. 【請求項３】 （iii）の工程では、ガラス管内に挿入
   された第２のマウントを、ガラス管の開口端から挿入し
   た押し棒によって所定の位置まで押込むことを特徴とす
   る請求項１又は２に記載の放電灯の製造方法。
4. 【請求項４】 （xi）の工程では、第１の狭窄部を加熱
   して内径を拡がらせ、第２のマウントの上端の膨出部が
   この第１の狭窄部の内部を通過できるようにし、次に、
   第２のマウントのビーズガラスの封着部分においてガラ
   ス管を切断し、導入線を残して封着部分よりも上側の部
   分を切り取り、次に、第２のマウントの前記膨出部より
   も下側の適当な長さ位置で導入線を切断し、ガラス管の
   上部の余分な部分をその中に膨出部と合金筒体を収容し
   たまま除去することを特徴とする請求項１〜３のいずれ
   かに記載の放電灯の製造方法。
5. 【請求項５】 前記導入線の先端部をループ状に曲げ加
   工し、又はプレスによって円盤状に押しつぶすことによ
   って膨出部が形成された第２のマウントを用いることを
   特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の放電灯の製
   造方法。