JP3320959B2 - ランプおよびランプの製造方法ならびに照明装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は比較的小径のガラス
バルブに、ビードマウントが封着されたランプおよびこ
のランプの製造方法ならびに上記ランプが装着される照
明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶テレビ、パソコンなどに代表される
液晶表示装置などのバックライト用の冷陰極形放電ラン
プあるいは車両やＡＶ機器などの表示に使用される白熱
電球は、価格の関係やバルブが小さいことからフレヤス
テムを用いることなく、電極を支持したリード線をガラ
スビード中に埋込んで形成したビードマウントをガラス
バルブに封着して得るようにしている。そして、このビ
ードマウントとガラスバルブとの封着は、通常バルブ内
の排気と封着とがバルブ差し替えの必要がない同一装置
で連続して行なわれている。

【０００３】この排気と封着とはたとえばつぎのように
して行われる。まず、一端が閉塞された円筒状のガラス
バルブ（片端封着型）や、一端には予め一方のビードマ
ウントを封着してある円筒状のガラスバルブ（両端封着
型）の開口している他端側において内方に向け、封着し
ようとするビードマウントのガラスビード径より小径の
突出した環状の小径部を形成する。つぎに、バルブ内の
小径部上に封着するビードマウントを供給するとともに
バルブの開口部側の端部を排気装置の排気ヘッドに気密
に接続する。

【０００４】このときの状態を冷陰極形低圧放電ランプ
を例にして図５に示す。この図５（ａ）は冷陰極形低圧
放電ランプの排気、封着前の状態を拡大して示す要部の
縦断面図、図（ｂ）は図（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断
した部分を示す横断面図で、図示したようにガラスビー
ド６中にリード線を封着したビードマウント５は、ガラ
スビード６部をガラスバルブ１の環状の小径部３１に当
接し、バルブ１内でのビードマウント５の位置決めがな
される。この状態でガラスバルブ１の上部側を保持部材
で支持しながらバルブ１内を排気し、必要に応じバルブ
１内にアルゴンなどの希ガスを充填する。そして、バル
ブ１の封着予定部すなわち内部にガラスビード６がある
部分を外方からバーナによって加熱溶融せしめ、小径部
３１のガラスとマウント５のガラスビード６とを溶着し
て封着部を形成する。ついで、上記保持部材でバルブ１
を引上げ封着部の下方で溶断するかあるいは封着部の下
方をカッタなどで切断して除去しランプを得るようにし
ている。

【０００５】このような製造の場合、マウント５のガラ
スビード６をバルブ１の管軸方向から見たとき、円形状
のガラスビード６はその形状が類似するバルブ１の環状
の小径部３１を形成する傾斜面において周方向に連続し
てほぼ合致して当接重合し、これらの間には僅かな隙間
Ｓ１しか生じない。このため、バルブ１内を排気する工
程において、ガラスバルブ１における電極８が存在する
空間内では、排気ヘッドに連なる通路面積が極端に狭く
なることからバルブ１内部の気体の除去が難くなり、こ
のため上記バルブ１内の不純ガスが完全に排気されずに
残留し、所望の高真空度を得ることが困難であった。こ
のような状態で排気されたランプは、早期に黒化を生じ
光束維持特性が低下したり短寿命になるなど、ランプの
諸特性に影響を及ぼす不具合がある。

【０００６】なお、また、バルブ１内部の真空度を高め
るには長時間に亘る排気が必要で、生産性が低下すると
いう問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】最近、液晶表示装置や
車両の計器など機器の軽量化にともない、これら機器に
組み込まれるランプも細径で小型化され低消費電力で、
同時に高発光効率で長寿命など高品質のものが要求され
ている。ことに、これら機器は民生用のためにランプの
交換が行われないのが原則で、１万時間以上の寿命が必
要とされている。本発明は上記事情に鑑みなされたもの
で、排気時にバルブとガラスビードとの間に確実に排気
通路が確保でき、バルブ内気体の置換が容易に行える高
品質で信頼性の高いランプおよびこのランプの製造方法
ならびに上記ランプを装着した照明装置を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
のランプは、ガラスバルブの同一円周面上に離隔して内
方側に局部的に突出してほぼ等間隔で３か所以上に凸部
を形成し、この凸部に電極を有するビードマウントのガ
ラスビードを係止して封着されていることを特徴として
いる。

【０００９】凸部がほぼ等間隔で３か所以上あれば、こ
の凸部上に載ったビードマウントは傾くことなく安定し
て保持できるとともにバルブの突出した凸部間とビード
マウントのガラスビードとの間の隙間から確実にバルブ
空間内の排気が行えている。

【００１０】

【００１１】

【００１２】本発明の請求項２に記載のランプは、電極
が導電体からなる放電電極あることを特徴としている。

【００１３】ランプが放電電極を有する放電ランプであ
る。

【００１４】本発明の請求項３に記載のランプは、電極
がコイル状のフィラメントであることを特徴としてい
る。

【００１５】ランプが発光するフィラメントを有する電
球や電子放出用の熱陰極形の電極を有する放電ランプあ
る。

【００１６】本発明の請求項４に記載のランプの製造方
法は、ガラスバルブの同一円周面上にほぼ等間隔で離隔
して内方側に局部的に突出した凸部を複数個形成する工
程と、電極を有するリード線をガラスビードに固定して
形成したビードマウントを上記ガラスバルブ内に挿入す
るとともに、このガラスビード部を局部的に突出した複
数個の凸部上に載置する工程と、上記バルブの開口部側
端部を排気ヘッドに接続して、上記の複数個の凸部およ
びガラスビード間に形成される隙間を介してバルブ内を
排気する工程と、ついで内部にガラスビードが位置する
バルブ部分を外方から加熱して、バルブとビードマウン
トのガラスビードとを溶着して封止する工程とを備えた
ことを特徴としている。

【００１７】凸部をほぼ等間隔で複数個形成することに
より、ビードマウントを傾きが少なくバルブの中心軸上
に高い精度で安定して載置できるとともにバルブの突出
した凸部間とビードマウントのガラスビードとの間には
大きい隙間が形成でき、その通路面積を大きくしたこと
によってバルブ空間内の排気が確実、かつ、迅速に効率
よくできるようになる。

【００１８】本発明の請求項５に記載のランプの製造方
法は、バルブ内を排気した後、バルブ内に希ガスを封入
する工程を備えていることを特徴としている。

【００１９】ガス入りランプに適用して上記請求項４に
記載したと同様な作用を奏する。

【００２０】本発明の請求項６に記載の照明装置は、基
体と、この基体に設けられたランプの取着装置と、この
取着装置に装着された請求項１ないし請求項３のいずれ
か一に記載のランプとを備えていることを特徴としてい
る。

【００２１】上記請求項１ないし請求項３のいずれか一
に記載の高品質のランプを点灯させることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して説明する。図１は冷陰極形の低圧放電ランプＬの
一部省略断面正面図である。

【００２３】この冷陰極形放電ランプＬは、たとえば消
費電力が約２Ｗ、外径が約４．８ｍｍ、長さが約２２０
ｍｍのソーダライムガラスあるいは鉛ガラスなどの軟質
ガラスからなる直管形の管状バルブ１の両端にビードマ
ウント５，５を封止した封着部２ａ，２ｂが形成してあ
る。上記ビードマウント５，５はバルブ１と同種あるい
は近似した材料からなるガラスビード６中に外径が約
０．４ｍｍの銅メッキした鉄線や鉄合金線などからなる
リード線７を気密に封着し、その先端にニッケル（Ｎ
ｉ）あるいはその合金などで形成した円筒状や板状など
の冷陰極形の放電電極８を接続したものからなる。

【００２４】また、３，３，…はバルブ１の同一円周面
上において互いに約９０度の間隔を隔てて内方側に局部
的に突出して形成された４個の凸部で、この凸部３，
３，…上に上記ビードマウント５のガラスビード６が載
置された安定した状態で係止して、凸部３，３，…と上
記ガラスビード６とは融着している。

【００２５】また、このバルブ１の内面には所定の発光
領域を有する蛍光体膜４が形成されているとともにバル
ブ１内には放電媒体としてキセノン（Ｘｅ）やアルゴン
（Ａｒ）などの希ガスが数十〜２００トール、たとえば
１００トール封入されている。

【００２６】そして、図２（ａ）は冷陰極形低圧放電ラ
ンプの排気、封着前の状態を拡大して示す要部の縦断面
図、図（ｂ）は図（ａ）のＢ−Ｂ線に沿って切断した部
分を示す横断面図である。因みに、図１のランプＬにお
いてバルブ１の一方の端部は図５に示す従来の形態で封
着部２ｂが形成されている。

【００２７】そして、他方は下述する方法によって封着
部２ａが形成される。この封着部２ａの形成は、まず、
ガラスバルブ１の同一円周面上において互いに約９０度
の間隔を隔てた４個所をバーナ炎などによって加熱して
内方側に局部的に突出した４個の凸部３，３，…を形成
する。

【００２８】つぎに、バルブ１の他方の開口部から放電
電極８側を下にしてビードマウント５を挿入するととも
に、ガラスビード６部を局部的に突出した４個の凸部
３，３，…上に載置する。すなわち、ビードマウント５
は凸部３，３，…よりバルブ１の開口部側に位置してい
る。上記ガラスビード６はビード形成の際の加熱加工に
よってその表面は球面に近い曲面をなしているが、４個
の凸部３，３，…に当接して係止されるのでほぼバルブ
１の中心軸に合わせ安定した保持がなされる。

【００２９】つぎに、このバルブ１は開口部側端部が排
気ヘッドに接続され、バルブ１内空間の排気が行われ
る。このとき、従来品のように凸部が環状に連続してな
く、上記４個の凸部３，３，…およびガラスビード６間
には隙間Ｓ２が形成されているので、この隙間Ｓ２を介
してバルブ１内の空間を確実に排気することができる。
この排気がすすみバルブ１内が所定の真空度に達した
ら、アルゴンなどの所定の放電ガスを所定圧封入する。
（真空ランプの場合はガスの封入は行わない。）つい
で、ガスバーナ（図示しない。）などを用い、封着予定
部であるガラスビード６が位置する部分に対向したバル
ブ部分を外方から加熱して、バルブ１とビードマウント
５のガラスビード６とを溶着させて封着部２ａを形成す
る。

【００３０】上記の複数個の凸部３，３，…上にビード
マウント５のガラスビード６を載せた構成とすることに
よって、凸部３，３，…間とガラスビード６との間には
大きい隙間Ｓ２が形成でき、その通路面積を大きくした
ことによってバルブ１空間内の不純ガスの排気が確実、
かつ、迅速に効率よくできるようになる。

【００３１】なお、上記バルブ１側に形成した凸部３，
３，…は封着によってガラスビード６のガラスと融合す
るが、凸部３，３，…全体がなくなることは少なく、何
等かの痕跡が残り、凸部３，３，…形成の確認ができ
る。

【００３２】また、上記実施例では両端封止型の放電ラ
ンプＬ１について説明したが、本発明は片端封着型のラ
ンプにも適用できるもので、片端封着型の表示用の小型
電球Ｌ２に適用した例について図３を参照して述べる。
なお、図中、図１および図２と同一部分には同一の符号
を付してその説明は省略する。

【００３３】図３においてはビードマウント５のガラス
ビード６は２本のリード線７，７を気密に封着し、その
先端間に通電により発光するタングステン製のコイル状
フィラメント９が接続してある。

【００３４】そして、この場合は円筒形状のガラスバル
ブ１は一端部が閉塞され中間にほぼ等間隔で形成した３
個の凸部３，…を有していて、バルブ１内にビードマウ
ント５が配設されている。

【００３５】このマウント５の配設はバルブ１の開口部
を上側にして支持し、開口部から上記マウント５を挿入
して、フィラメント９をバルブ１の頂部内面に当接させ
る。つぎに、このバルブ１の封着予定部近傍の円周上に
たとえば約１２０度の間隔を隔てた３個所をバーナによ
って加熱し、凸部３，…を形成する。

【００３６】そして、上記ガラスバルブ１の開口部側を
下方にして排気・封止装置に挿入するとビードマウント
５のガラスビード６部が局部的に突出した３個の凸部
３，…上に載置される。このときビードマウント５は上
記実施例と同様に３個の凸部３，…に当接して係止され
るのでほぼバルブ１の中心軸に合わせ安定した保持がな
される。

【００３７】つぎに、バルブ１内空間の排気が行われる
が、このとき、従来品のように凸部が環状（小径部）に
連続してなく、上記３個の凸部３，…およびガラスビー
ド６間には隙間Ｓ２が形成されているので、この隙間Ｓ
２を介してバルブ１内の空間を確実に排気することがで
きる。

【００３８】この排気がすすみバルブ１内が所定の真空
度に達したら、アルゴンなどの所定の不活性ガスを所定
圧封入し、（真空電球の場合はガスの封入は行わな
い。）ついで、封着予定部であるガラスビード６が位置
する部分に対向したバルブ部分を加熱して、バルブ１と
ビードマウント５のガラスビード６とを封着して小型電
球Ｌ２を完成する。

【００３９】この小型電球Ｌ２の場合も、バルブ１とビ
ードマウント５との間には大きい隙間Ｓ２が形成でき、
その通路面積を大きくしたことによってバルブ１空間内
の不純ガスの排気が確実、かつ、迅速に効率よくできる
ようになる。

【００４０】そして、上記実施例構成のたとえば低圧放
電ランプＬ１は、照明装置に組込まれ使用される。図４
は照明装置Ｄの一例を示し、この図４においてＤ１は基
体、Ｄ２はこの基体Ｄ１に設けられた反射鏡で放電ラン
プＬ１が図示されていないソケット装置などのランプ取
着装置に装着されている。また、基体Ｄ１の背面には点
灯装置Ｄ３が、反射鏡Ｄ２の開口部には光拡散板Ｄ４が
取付けられている。そして、この照明装置Ｄは、パソコ
ンやテレビなどの液晶表示装置のバックライトとして、
あるいはディスプレイの表示板のバックライトや通常の
照明用の器具として使用される。

【００４１】なお、本発明は上記実施例に限定されな
い。たとえば、低圧放電ランプは冷陰極形の電極を用い
た希ガス封入の蛍光ランプに限らず、コイル状のフィラ
メントからなる熱陰極形の電極を用いた放電ランプある
いは水銀封入の蛍光ランプや紫外線放射ランプなど他の
種類の低圧放電ランプにも適用でき、また、ランプの形
状は直管形に限らずＵ字形、Ｗ字形、Ｌ字形などの屈曲
したランプであってもよい。

【００４２】また、ガラスバルブに形成されるビードマ
ウント係止用の内方に突出した凸部は３または４個に限
らず、３個以上の複数個あればビードマウントを安定し
て保持できる。また、凸部の形成は局部的な加熱による
だけでなく押圧棒やモールドを用いて形成してもよく、
このような治具を用いた場合は均一な形状の凸部が形成
できる。

【００４３】さらに、本発明の照明装置は実施例記載の
ものに限らず、必ずしも基体、反射鏡および光拡散板の
三者が揃つていなくてもよく、また、点灯装置が一体化
されていなくてもよい。さらにまた、照明装置は液晶表
示装置、液晶テレビや装飾装置などのバックライト用の
ほか、ファクシミリなどの読取り装置、複写機の露光用
などのＯＡ機器用あるいは通常の照明用の器具や灯具な
どに装着して、照明装置としてひろく使用できることは
いうまでもない。

【００４４】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の請求項１に
記載の構成によれば、バルブ内においてビードマウント
を傾くことなく保持し、電極をバルブの中心に合わせ配
設することができるとともに、バルブの小径部とビード
マウントとの間に大きい隙間を形成し、その通路面積を
大きくしてバルブ空間内の排気を確実、かつ、迅速に効
率よくできるようにしたので、排気に要する時間の短縮
がはかれて装置のインデックスアップなど生産性の向上
ができる。また、ランプはより高い真空度が得られの
で、バルブ内部材の蒸発が抑制できてバルブの黒化が防
げ高い光束維持特性および長寿命が得られるとともに所
定の配光特性を奏するランプを提供できる。

【００４５】

【００４６】本発明の請求項２に記載の構成によれば、
放電ランプは電極構成部材の蒸発が抑制できてバルブの
早期黒化を防ぎ、高い光束維持特性と長寿命が得られ
る。

【００４７】本発明の請求項３に記載の構成によれば、
発光源あるいは電子放射源としたフィラメントの蒸発が
抑制できてバルブの早期黒化を防ぎ、高い光束維持特性
と長寿命の電球あるいは放電ランプを提供できる。

【００４８】本発明の請求項４に記載の構成によれば、
簡単に局部的な凸部を形成することによりバルブ壁から
ビードマウントを強制的に離して大きい隙間が形成で
き、その通路面積を大きくしてバルブ空間内の排気を確
実、かつ、迅速に効率よくできるようにしたので、排気
に要する時間の短縮がはかれて装置のインデックスアッ
プなど生産性の向上ができる。また、複数個の凸部をほ
ぼ等間隔で形成したことによりビードマウントを傾くこ
となく安定保持し、電極をバルブの中心に合わせ配設す
ることができる。

【００４９】本発明の請求項５に記載の構成によれば、
希ガス封入ランプに適用して上記請求項４に記載したと
同様の効果を奏する。

【００５０】本発明の請求項６に記載の構成によれば、
液晶表示装置などの機器に上記ランプを装着したことに
より、機器を長期に亘り高い光出力で維持することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる冷陰極形低圧放電ランプの一部
切欠断面正面図である。

【図２】図（ａ）は図１のランプの排気、封着前の状態
を拡大して示す要部の縦断面図、図（ｂ）は図（ａ）の
Ｂ−Ｂ線に沿って切断した部分の横断面図である。

【図３】本発明に係わる小型電球の排気、封着前の状態
を拡大して示す要部の縦断面図である。

【図４】本発明に係わる照明装置を分解して示す斜視図
である。

【図５】図（ａ）は従来の冷陰極形低圧放電ランプの排
気、封着前の状態を拡大して示す要部の縦断面図、図
（ｂ）は図（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断した部分を示
す横断面図である。

【符号の説明】

Ｌ１：低圧放電ランプ Ｌ２：小型電球 １：ガラスバルブ ２：封着部 ３：凸部 冷陰極（電極） ５：ビードマウント ６：ガラスビード ７：リード線 ８：電極（放電電極） ９：電極（フィラメント） Ｄ：照明装置 Ｄ１：基体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−112634（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−162471（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−196473（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−74261（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 61/36 H01J 9/26 H01J 9/385 H01K 1/36 H01K 3/26

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラスバルブの同一円周面上に離隔して
   内方側に局部的に突出してほぼ等間隔で３か所以上に凸
   部を形成し、この凸部に電極を有するビードマウントの
   ガラスビードを係止して封着されていることを特徴とす
   るランプ。
2. 【請求項２】 電極が導電体からなる放電電極であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載のランプ。
3. 【請求項３】 電極がコイル状のフィラメントであるこ
   とを特徴とする請求項１に記載のランプ。
4. 【請求項４】 ガラスバルブの同一円周面上に離隔して
   内方側に局部的に突出してほぼ等間隔で３か所以上の凸
   部を形成する工程と； 電極を有するリード線をガラスビードに固定して形成し
   たビードマウントを上記ガラスバルブ内に挿入するとと
   もに、このガラスビード部を局部的に突出した複数個の
   凸部上に載置する工程と； 上記バルブの開口部側端部を排気ヘッドに接続して、上
   記の複数個の凸部およびガラスビード間に形成される隙
   間を介してバルブ内を排気する工程と； ついで内部にガラスビードが位置するバルブ部分を外方
   から加熱して、バルブとビードマウントのガラスビード
   とを溶着して封止する工程と； を備えたことを特徴とするランプの製造方法。
5. 【請求項５】 バルブ内を排気した後、バルブ内に希ガ
   スを封入する工程を備えていることを特徴とする請求項
   ４に記載のランプの製造方法。
6. 【請求項６】 基体と； この基体に設けられたランプの取着装置と； この取着装置に装着された請求項１ないし請求項３のい
   ずれか一に記載のランプと； を備えていることを特徴とする照明装置。