JP2825610B2 - Ｕ字形蛍光ランプの封止方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はＵ字形蛍光ランプの封止方法に関するもので
ある。

［従来の技術］ Ｕ字形蛍光ランプのような開口端を片方に配し、しか
もこの開口端が近接しているようなＵ字形ガラス管の二
つの開口端と一対のガラスステムとを封止する公知の封
止方法としては、たとえば特開昭57−92739号公報に記
載されているようなドロップシールとバットシールと称
される封止方法が利用されている。ドロップシールは、
ガラス管の開口端より開口部内にガラスステムを挿入
し、ガラスステムのフレア周縁部の近傍のガラス管外周
面をバーナーによって加熱して軟化させ、この部分を縮
径させて、ガラスステムとガラス管とを溶着、封止する
方法で、ガラス管の溶着部分から下の部分は溶断されて
自重で落下して除去される。バットシールは、ガラス管
の開口部をあらかじめ縮径成形しておき、この開口部の
先端にガラスステムのフレア周縁部を当接させて両者を
バーナーにより同時に加熱することにより、溶着させて
封止する方法である。

また他には特開昭64−235127号公報に記載されている
ような方法、すなわちＵ字形ガラス管の開口部を下向き
に支持するとともに、ガラスステムを所定の開き角をな
すバーナーで加熱し、この加熱を溶融されて形成された
肉溜まりが上記ガラスステムのフレア周縁部を包み込む
ようになるまで続け、ガラス管とガラスステムとを溶着
して封止する方法が知られている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記のような方法を用いた、Ｕ字形ガ
ラス管とガラスステムの封止方法には、Ｕ字形のガラス
管ゆえにつぎのような問題点がある。すなわちドロップ
シールや、Ｕ字形ガラス管の開口部にガラスステムを挿
入し、ガラスステムのフレア周縁部近傍のガラス管外周
面をバーナーによって縮径してガラス管とガラスステム
とを溶着して、封止するような方法ではＵ字形ガラス管
の両脚部間隔のバラルキの影響によって、例えば大きめ
になると第６図に示すようにガラスステムの中心Ｓ−Ｓ
及びＳ′−Ｓ′とガラス管脚部の中心Ｂ−Ｂ及びＢ′−
Ｂ′が、封止面Ｘ−Ｘにおいて距離x,x′のズレを生じ
るために、封止すると第７図のように封止部の肉厚が不
均一になり、部分的に大きな肉溜り11ができ、封止での
加熱を修了した後の冷却過程での温度変化が他の比較的
均一な部分と上記肉溜り11部分で異なるために、肉溜り
付近に歪が生じて、クラックが発生しやすいことや、ガ
ラス管内側面とガラスステムのフレアの周縁部の距離が
大きいところではガラス管とガラスステムとの溶着がで
きずに小さな孔が生じやすい。また、上記の問題点の一
般的に用いられる方策として、円形ランプの封止方法に
「特開昭59−189530号公報」に示されるような、成形用
の割り型を当てて加圧成形させる封止方法がある。この
封止方法は直管状のガラス管や、比較的周辺が開放され
ている溶着部分には割り型の当接が容易であることや、
当接や退避が構造上可能であるため用いられやすいもの
の、ガラス管脚部が近接し、しかも管脚部同士の間隔に
ある程度のバラツキをもつようなＵ字形のガラス管にお
いては、割り型の当接が十分でなかったり、また、ガラ
ス管の溶着部、すなわちガラス管の開口部を加熱するた
めのバーナー等が配されているために、割り型の当接や
退避の駆動範囲が制限されるため、利用することが難し
い。更にはＵ字形ガラス管の間の隙を外部から力を与え
て強制的に規正すると、Ｕ字形ガラス管のわん曲部が破
壊しかねない。またバットシールでは、Ｕ字形ガラス管
成形の際のバラツキ等の影響で第８図のようにＵ字形ガ
ラス管の開口端に段差Ｄが生じるとガラス管の開口端と
ガラスステムのフレアとの当接が不十分となり、溶着箇
所にピンホール状の孔が生じやすいなどの支障がある。

この発明は斬る問題点を解決するためになされたもの
で、従来装置を変更することなくＵ字形蛍光ランプの封
止の信頼性と構造歩留の向上が図れるＵ字形蛍光ランプ
の製造方法を提供することを目的としたものである。

［課題を解決するための手段］ この発明によるＵ字形蛍光ランプの封止方法は、開口
端を片方に配し、しかもこの開口端が近接しているよう
なＵ字形のガラス管の二つの開口端と、このＵ字状ガラ
ス管より軟化点の低いガラスで形成された、一対のガラ
スステムとを所定の位置に配し、バーナーによりＵ字形
ガラス管とガラスステムとを加熱、軟化させ溶着し、こ
ののち上記ガラス管の外側面の温度が軟化点以下となる
まで冷却し、次いで、上記ガラス管と上記ガラスステム
で内包されたバルブ内部を加圧したものである。

他の発明は、開口端を片方に配し、しかもこの開口端
が近接しているようなＵ字形ガラス管の二つの開口端
と、一対のガラスステムとを所定の位置に配し、バーナ
ーによりＵ字形ガラス管とガラスステムとを加熱、軟化
させ溶着させる過程で、上記ガラス管の開口端を水平方
向に揺動させるようにしたものである。

［作 用］ この発明においては、ガラス管をその軟化点がガラス
ステムの軟化点よりも高い材質のものとするとともに、
ガラス管とガラスステムを溶着させたのち、ガラス管の
外側面がガラス管の軟化点以下に到った際、バルブ内部
を加圧するので、ガラスステムは今だ軟化状態であり、
しかも、溶着部分にできた肉溜りは熱容量が大きく、よ
り軟化状態になっている。そのため、加圧により、肉溜
りは他の箇所よりも大きく引き伸ばされるため結果的に
肉厚は均一化される。さらに肉の移動により、溶着部分
の小さな孔はふさがれる。また、バルブ内部を加圧する
際、ガラス管は軟化点以下に冷却されているため、変形
を抑制するように作用する、つまり従来の割り型と同様
な作用をするため、割り型を不要にできる。他の発明に
おいては、ガラスステムのフレア周縁部の回りを軟化状
態のガラス管開口部を水平方向に揺動させることによっ
て、ガラス管とフレア周縁部との間に隙間があっても相
互の接触を可能にする。しかも互いのガラスが溶融状態
の場合、ガラス相互の“なじみ”を良くするため、孔や
すき間の発生を減らし、気密封止の信頼性を高める。

［実施例］ 図面によってこの発明の方法を説明すると、まず第１
図に示すように、軟化点の高いＵ字形のガラス管１をそ
の両開口部11が下方になるように支持板４により支持し
て、上記ガラス管１の両開口部11にそれぞれ上記ガラス
管１より軟化点の低いガラスステム２を挿入する。ここ
でガラスステム２はマウントピン５に排気管22を挿入し
た状態で保持されており、上記マウントピン５の周囲に
は上向きの所定の開き角θを有する炎孔31が形成されて
いる環状のバーナー３が設置されている。

つぎに第２図に示すように、バーナー３に点火し、ガ
ラス管１の両開口部11の先端を加熱し、この部分を溶融
させる。この操作により溶融した部分が表面張力の作用
で収縮し、肉溜り12を形成し、そしてこの肉溜り12がガ
ラスステム２のフレア21の周縁部を包み込ませる。

この発明は以上のような手順で軟化点の高いガラス管
１と軟化点の低いガラスステム２を溶着させたのち、バ
ーナー３による加熱を微弱化して、加熱部分として最も
遠隔のガラス管１の外側面14の加熱を止め、一定の温度
まで上記外側面14の温度が下がったのち第３図に示すよ
うに、加圧ノズル６を排気管22の先端に接続させ、加圧
ノズル６より、定圧バルブ61により一定の圧力に保たれ
た清浄な空気を排気管22を通してガラス管１の内部に送
り込み、ガラス管１の内部を加圧し、軟化状態にある溶
着したガラス管１の開口部11およびガラスステム２のフ
レア21の周縁部付近を風せん状にふくらませて、肉溜り
12を引き伸ばしたのち、加熱を止めて除冷する。以上の
ような手順で加工することにより、Ｕ字形のガラス管１
の両開口部11にガラスステム２を溶着することができ
る。第４図は加圧後のフレア21の周縁部の状態を一部拡
大した断面図である。

他の発明の態様は、上記のような手順でガラス管１と
ガラスステム２を溶着させる過程において、第５−１図
に示すように、ガラス管１を支持する支持板４よりも上
方のガラス管１の部分に振動子７を接触させて、ガラス
管１の開口部11およびその周辺に第５−２図に示すよう
に一定の振幅でかつ、水平方向の方向性は不規則となる
ような振動をさせて、ガラス管１の開口部11とガラスス
テム２のフレア21の周縁部を確実に接触させて溶着させ
たのち揺動操作を止めてついで加熱を止めて冷却する。
以上のような揺動による手順で加工することにより、Ｕ
字状のガラス管１の両開口部11にガラスステム２を溶着
することができる。なお、以上のような封止加工を行う
には、ガラス管１の材質形状とくに開口部11の形状によ
ってガラスステム２のフレア21の材質および径、ガラス
管１の開口部11に挿入されたガラスステム２の位置、す
なわち第１図のｌで示す距離、バーナー３の形状、およ
び設置位置、さらに加圧においての圧力値、および加圧
時間、また、ガラス管１の開口部11およびガラスステム
２のフレア21の周縁部の軟化度合、他の発明の態様にお
いてはガラス管１の開口部11の揺動の振幅距離などを適
宜最適値に設定する必要がある。

上記実施例においては、ガラス管１の材質はソーダラ
イムガラス（軟化点：粘度が10^7.6ポアズとなるときの
軟化温度が695℃）、ガラスステム２のフレア21の材質
は鉛ガラス（軟化点：粘度が10^7.6ポアズとなるときの
軟化温度が615℃）、ガラスバルブ１は、その開口部11
の内径が18mm、肉厚が1mmのもの、また、ガラスステム
２はフレア21の外径が16mmのものを使用して、ガラスス
テム２の挿入位置、すなわち上記ｌの値を3mmに改定し
た。また、バーナー３は第１図に示す炎口31の開き角θ
を15度とし、炎口31とガラスバルブ１の先端との距離が
10mmとなるような位置に設置した。更に第一の発明にお
ける加圧を行う時の各部材の温度は、ガラス管１の外側
面14の温度を650〜695℃ガラス管１の開口部11およびガ
ラスステム２のフレア21の周縁部の温度が780〜820℃の
範囲で加圧を行い、加圧時間を１秒とし、さらに加える
圧力は500〜700mmAqとした。また第２の発明におけるガ
ラス管１の開口部11の揺動距離を0.5mmとした。

以上のような方法で、余分な肉溜りを均一化すること
により得られる効果、すなわち封止部の信頼性向上の効
果の一つに判断基準として用いる100℃の熱湯に封止部
を上記温度となるまで沈滞させたのち０℃の冷水に上記
封止部を再沈滞させて封止部のクラック発生状況により
判断するチルテストと称される試験によって従来方法お
よび本発明による方法各々20本ずつを比較試験した結果
では、従来方法では20本中に４本のクラックが発生し
た。本実施例に示す本発明の方法では20本中にクラック
の発生は無く、効果が確認できた。

また、ガラスバルブを揺動させることの効果を確認す
るために、Ｕ字形ガラス管の間の隙間の狭いものと、大
きいものを各50本ずつ合計100本を封止したところ従来
方式では100本中に８本の孔開き不良が発生したが、本
実施例に示す本発明の方法では100本中の孔開き不良の
発生はなかった。

［発明の効果］ この発明は、以上説明したように、Ｕ字形のガラス管
の開口部に、そのガラス管より軟化点の低いガラスステ
ムを所定の位置まで挿入し、ガラス管の開口部を加熱溶
融させつつガラス管とガラスステムを溶着させ、このの
ちガラス管の外側面をガラス管の軟化点以下に冷却さ
せ、次いでガラス管内部を加圧したので装置を複雑にす
ることなく、封止部分のクラック発生を防止した信頼性
の高い封止ができる。

他の発明の実施の態様においては、上記溶着をおこな
う過程でガラス管の開口部を揺動させたのでガラスステ
ムのフレア周縁部とガラス管とが確実に接触するように
なり、封止工程での孔あき不良の発生を防止でき、製造
歩留を向上させ、一層の信頼性を高めた封止方法を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図はこの発明の方法を工
程順に示す断面図、第５−１図、第５−２図は揺動操作
の発明を示す断面図、第６図、第７図、第８図は穿孔技
術による問題点を示す断面図である。 １……Ｕ字形ガラス管、２……ガラスステム、３……バ
ーナー、４……支持板、７……振動子、11……ガラス管
開口部、21……フレア、22……排気管

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｕ字形のガラス管の開口端を下向きに支持
   し、このガラス管の開口端内径よりも小さなフレア径を
   有するステムを、上記開口端より挿入して、近接して設
   けたバーナーにより上記ガラス管の開口端と上記ステム
   のフレア外周を加熱軟化して、ガラス管開口端とステム
   とを封止するＵ字形蛍光ランプの封止方法において、該
   ガラス管の材質は、軟化点が該ステム材質の軟化点より
   高いものを使用し、上記ガラス管の開口部と上記ステム
   のフレア外周が溶着したのちに溶着部分の少なくとも上
   記ガラス管の外側面がガラス管の軟化点以下の変形しな
   い温度まで冷却したのち上記ガラス管内部を加圧するこ
   とを特徴とするＵ字形蛍光ランプの封止方法。
2. 【請求項２】Ｕ字形のガラス管の開口端を下向きに支持
   し、このガラス管の開口端内径よりも小さなフレア径を
   有するステムを、上記開口端より挿入して、近接して設
   けたバーナーにより上記ガラス管の開口端と上記ステム
   のフレア外周を加熱軟化して、ガラス管開口端とステム
   とを封止するＵ字形蛍光ランプの封止方法において、上
   記ガラス管と上記ステムを加熱軟化する工程中に、上記
   ガラス管の開口端を上記ステム軸に対し接離するように
   揺動させたことを特徴とするＵ字形蛍光ランプの製造方
   法。