JP3327280B2 - 蛍光ランプの製造方法 - Google Patents
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Description
方法に関するものである。
率の電球を代替する省エネ光源としてコンパクト形蛍光
ランプの普及が進められている。
の構造及び製造方法は、例えば特公平4−58137号
公報に示されている。その製造方法のうちのガラス管加
工工程は、図8に示すように、(a)蛍光体31が内面
に塗布された一本のガラス管30を管軸を中心にして回
転させながら、ガラス管30の中央付近のガラス壁部分
をその軟化温度よりもわずかに高い温度までバーナーを
用いて加熱し、(b)次いでガラス管の軟化していない
端部を互いに離れる方向に引っ張りながら、切断部分を
バーナー加熱により細径化していき、(c)対をなす2
つのガラス管32,33に切断するというものである。
このとき、一対のガラス管32,33の切断された端部
に形成される端壁34,35は自己閉塞する。そして、
端壁34,35の微小リークやガラス歪みによるガラス
管クラックを防止するために、軟化状態にある端壁3
4,35に衝合部材を当てて空気を吹き込むことによ
り、ガラス管32,33の管軸方向に対してほぼ直角を
なし、かつ平坦な面をなすよう加工され、端壁34,3
5の厚さが、少なくともガラス管32,33の管側壁へ
の転位部において、管側壁の平均厚さの0.4〜0.8
倍となるように加工されている。
製造方法として、対をなすガラス管32,33の開放さ
れている他端部にそれぞれ電極フィラメントコイル3
7,38を保持したガラスステム39,40を封着し、
そしてガラス管32,33は切断・自己閉塞された端部
近傍においてブリッジ接合部41により発光管36内に
一連の放電路をなすように接合されることが記載されて
いる。発光管36の管内には水銀とアルゴンなどの希ガ
スが封入されている。完成ランプとしては、発光管36
の電極側の端部に口金42が装着されている。
は、図8に示す切断・自己閉塞されたガラス管32,3
3のそれぞれの端壁34,35付近におけるクラック・
リークを一層抑制するための他の改良された手段が示さ
れている。すなわち、図8の端壁34,35にはそのガ
ラス肉厚が不均一ゆえにガラス残留歪みが存在して、そ
の後のランプ製造工程時および点灯エージングにおいて
発光管に熱が加えられるか、あるいはランプ輸送時に衝
撃や振動が加えられると、端壁34,35付近がクラッ
ク・リークが発生、あるいは破損する、という問題があ
り、そこで、図10(a)〜(c)に示すように、一本
のガラス管を管軸を中心に回転させながら中央付近をバ
ーナーで加熱し、対をなす2つに切断し、端壁を自己閉
塞させる。そして、自己閉塞されたガラス管45,46
の端壁47,48が軟化状態のうちに、ガラス管45,
46のそれぞれの開放されている他端部から気体(空気
あるいは窒素)を流入して、端壁47,48がそれぞれ
凸曲面状をなすように膨らますことにより、そのガラス
端壁の肉厚を均一にし、かつガラス残留歪みがないよう
に加工している。
ト形蛍光ランプの性能面での特長は、ランプ点灯状態に
おいて例えば図9のガラス管32,33の切断・自己閉
塞された端壁34,35に管内水銀蒸気圧を最適領域に
制御する最冷点個所が形成されて、ランプ光束が最大値
付近に保たれることである。
ガラス加工工程でガラス管が切断・自己閉塞され、次い
でブリッジ接合により製造されたコンパクト形蛍光ラン
プに関して、ランプ製造工程中におけるランプ不良率お
よび、実際に出荷された市場におけるランプ不良率を長
年にわたり調査・分析した。その結果、例えば図9に示
す2本の管外径20mmのガラス管が接合された36W
コンパクト形蛍光ランプに関しては、まずランプ製造工
程中における切断・自己閉塞されたガラス管の端壁付近
のクラック・リークあるいは破損によるランプ不良率
は、前記特公平4−58137号公報の図6による工程
においては0.5%、一方、前記特開平11−4005
7号公報の図8による工程においては0.02%であ
り、後者のガラス加工工程はランプ製造工程時に関する
かぎりクラック・リークの抑制に対して有利な作用をも
つことが確認された。
ると、特開平11−40057号公報に示されるガラス
加工工程によるランプにおいても、依然として切断・自
己閉塞されたガラス管の端壁付近のクラック・リークあ
るいは破損によるランプ不良率が約0.1%と比較的高
いことが判明した。この場合のランプ不良は、殆ど前記
端壁47,48付近のガラス破損であり、これは特にラ
ンプ輸送時やランプ取付時における機械的衝撃によるも
のであると判断できる。つまり、特公平4−58137
号公報のガラス加工工程によるものに比べて耐衝撃性も
含めて改善されたとはいえ、特開平11−40057号
公報の工程による切断・自己閉塞された端壁47,48
のガラス肉厚は元のガラス管壁よりも薄くなっており、
これが基本的に端壁47,48の機械的強度を低下せし
めて市場における比較的高いランプ不良率をもたらして
いると考えられる。従って、かかるコンパクト形蛍光ラ
ンプのランプ製造工程中におけるランプ不良率時と実際
の市場におけるランプ不良率とを共に、より低減するに
は、切断・自己閉塞されるガラス管の端壁47,48の
機械的強度を改善することが重要である。
ス管の端壁の機械的強度を、より向上させ、ランプ製造
工程中におけるランプ不良率と市場におけるランプ不良
率とを従来のものよりも、一層低減することのできる蛍
光ランプの製造方法を提供することを目的とする。
蛍光ランプの製造方法は、複数本のガラス管が接合され
て形成された発光管を有する蛍光ランプの製造方法であ
って、前記ガラス管の一端部が、直管状のガラス管を回
転させながら前記ガラス管の切断予定部を加熱し軟化さ
せた後、前記切断予定部を加熱しつつ、前記切断予定部
に向かって前記ガラス管を移動させて前記切断予定部に
肉溜まり部を形成し、その後、前記切断予定部に対して
逆方向に引っ張りながら、前記ガラス管の前記切断予定
部を切断し、自己閉塞させて形成する構成を有する。
管の端壁の肉厚を従来のものに比べて、より厚くかつ均
一にでき、その機械的強度を向上することができ、従っ
てランプ製造工程中におけるランプ不良率、および市場
におけるガラス管の端壁のクラック・リークあるいは破
損によるランプ不良率を低減することができる。
記載の蛍光ランプの製造方法において、前記切断予定部
に対して逆方向に引っ張りながら、前記ガラス管内に気
体を流入し、前記ガラス管の前記切断予定部を切断し、
自己閉塞させるとともに、凸曲面状部を形成する構成を
有する。
管の端壁の肉厚を従来のものに比べて、より厚くかつ均
一にでき、その機械的強度を向上することができ、従っ
てランプ製造工程中におけるランプ不良率、および市場
におけるガラス管の端壁のクラック・リークあるいは破
損によるランプ不良率を低減することができる。
項2記載の蛍光ランプの製造方法において、前記ガラス
管の前記切断予定部とは遠い方の端部がチャックによっ
て、それぞれ保持された構成を有する。
せるガラス加工工程を精度よく制御することができる。
ンプの製造方法は、図1に示すように(a)内表面に蛍
光体2が塗布された例えば肉厚0.85mm、外径1
6.5mmの直管状のガラス管1を管軸を中心にして回
転させながら、バーナーを用いてガラス管1の切断予定
部3を加熱する(図1(a))。この場合、ガラス管1
の端部4,5はそれぞれ一対の同軸のチャック6,7に
より保持されており、これにより以下の工程も通じてガ
ラス加工が精度よく制御されている。(b)ガラス管1
の加熱された切断予定部3が軟化したとき、バーナー加
熱を続けながらガラス1の端部をそれぞれ1.66mm
/secの速度で、2.5mm、切断予定部3の方向に
移動させて(内側方向に圧縮する力を加えて)、ガラス
の肉寄せにより肉溜り8を形成し(図1(b))、
(c)次いでガラス管1の端部をそれぞれ4mm/se
cの速度で3mm、切断予定部3に対して逆の外側方向
に引っ張る力を加えて、バーナー加熱により肉溜り8を
引き伸ばし(図1(c))、(d)ガラス管1の肉溜り
8の引き伸ばされた部分が径細となったとき、ガラス管
1の端部4,5の開口部から内側方向に気体(空気、窒
素など)を流入しつつ(図1(d))、(e)さらに引
き伸ばして、引き伸ばされた部分をさらに径細にしてい
き(図1(e))、(f)ガラス管1をバーナー加熱に
より2つのガラス管9,10に切断し、この場合、切断
されたガラス管9,10のそれぞれの端壁11,12は
軟化しているので自己閉塞する。そして、この間、気体
は流入し続けられているので、端壁11,12は凸曲面
状をなすように成形される。切断された後のガラス管
9,10のそれぞれの端壁11,12の付近はバーナー
加熱温度を制御することにより除冷して、ガラス歪みを
除去する。この間も気体を流入し続けて、端壁11,1
2の成形を完了する(図1(f))。なお、この場合、
端壁11,12の成形を精度よく行なうために、端壁1
1,12の成形形状に適応した成形モールドをあてて行
なってもよい。
ス管1の切断予定部3に前もってガラスの肉寄せにより
肉溜り8を形成し、上項(d)〜(f)において、切断
・自己閉塞されるガラス管の開放された他端部の開口部
から気体を流入して、切断後、自己閉塞するガラス端壁
11,12が凸曲面状をなすように成形している。ま
た、上記の工程を通じて切断するガラス管の両端部がチ
ャックにより保持されていることも、精度よいガラス加
工を行なううえで必要である。
すように、本発明のガラス加工工程により切断・自己閉
塞されたガラス管の端壁の肉厚は従来技術のものに比べ
てより厚くかつ均一となり、その機械的強度が増大され
る。その結果、切断・自己閉塞されたガラス管9,10
の端壁11,12の付近でのガラスクラック・リークあ
るいは破損によるランプ不良率は、ランプ製造工程中の
みならず市場においても従来技術によるものに比べて一
層低減することができる。
よって形成されたガラス管を用いた本発明に係るコンパ
クト形蛍光ランプの発光管構造をそれぞれ示す。図2の
発光管13は、内面に蛍光体2が塗布された4本のガラ
ス管14,15,16,17が3箇所のブリッジ接合部
22,23,24で一連の放電路をなすように接続され
たものから構成されており、この場合、ガラス管14〜
17はそれぞれ端壁18〜21で閉塞されている。更に
ガラス管14,17の開放された他端部には電極フィラ
メントコイル25,26を保持したガラスステム27,
28がそれぞれ封着されている。発光管13の内部には
水銀とアルゴン主体の希ガスが3Torr封入され、電
極フィラメントコイル25,26には電子放射物質が充
填されている。完成ランプとしては、図3に示すよう
に、発光管13に口金29が装着されている。
る27Wコンパクト形蛍光ランプ(以下、本発明品とい
う)に関して、ガラス管14〜17のそれぞれの切断・
閉塞された端壁18〜21の肉厚と機械的強度を測定し
た。この場合、端壁18,19,20,21の肉厚は、
図4に示すように、端壁のA点、B点(中央部)及びC
点の3箇所で測定した。一方、その機械的強度は、図6
に示すように、端壁18〜21の中心部分に直径10m
m/重量4.2gの鋼球を100mmの高さから5回落
下させて、ガラス破損が発生するか否かで判定した。な
お、測定に用いたガラス管14〜17の寸法は管外径1
6.5mm、側壁の肉厚0.85mmであり、また測定
はそれぞれランプ灯数合計12灯(前記ガラス管14〜
17の各3灯)につき行った。更に、比較のために、従
来品として特公平4−58137号公報(図8参照)及
び特開平11−40057号公報(図10参照)にもと
づくガラス加工工程(図8に示すものを従来品A、図1
0に示すものを従来品Bという)による同様の27Wコ
ンパクト形蛍光ランプに関しても上記と同じ測定を行っ
た。その結果、次のことがわかった。
の端壁18〜21の肉厚は、図5に示すように、0.7
mm〜0.8mmの範囲に分布しており平均値0.77
mmであった。すなわち、端壁18〜21の肉厚値はい
ずれもガラス管側壁の肉厚0.85mmの80%以上の
範囲にある。また、端壁18〜21の肉厚は均一であっ
た。
端壁の肉厚は、図5に示すように、A点,C点では0.
55mm〜0.60mmの範囲に分布しており平均値
0.57mmであり、これらの肉厚値はいずれもガラス
管側壁の肉厚0.85mmの80%以下の範囲にある。
そして、B点(中央部)の端壁の肉厚はA点,C点に比
べて0.7mm〜0.9mmと厚く、いわゆる肉溜りが
存在して端壁の肉厚が不均一になっている。
端壁の肉厚は、同じ図5に示すように、0.55mm〜
0.60mmの範囲に分布しており平均値0.58mm
であり、これらの肉厚はいずれもガラス管側壁の肉厚
0.85mmの80%以下の範囲にある。
の自己閉塞した端壁18〜21の機械的強度を測定する
鋼球落下試験では、図7に結果を示すように、端壁18
〜21のガラス破損は発生しなかった。一方、図7に示
すように、従来品A,Bによるガラス管の端壁の同じ試
験結果では、(i)従来品Aの場合、試験ランプ12灯
のうち11灯、(ii)従来品Bの場合、試験ランプ1
2灯のうち7灯、においてそれぞれ端壁のガラス破損が
発生した。この結果から明らかなように、本発明に係る
蛍光ランプの製造方法は、自己閉塞したガラス管の端壁
の機械的強度を、従来のガラス加工工程によるものに比
べて、著しく向上させることができるとともに、肉厚も
均一にできることが確認された。
れたガラス管を用いた図3の構造からなる上記と同じ2
7Wコンパクト形蛍光ランプに関して、ランプ製造工程
中及び実際の市場に相当する使用条件(梱包状態でのト
ラック輸送、灯具への装着作業及びエイジング点灯)に
おけるランプ不良率を調べた。その結果、次の結果が得
られた。
形蛍光ランプのランプ製造工程中におけるガラス管の切
断・自己閉塞した端壁のクラック・リークあるいは破損
によるランプ不良率は、図8及び図10のそれぞれの従
来技術に係るランプのランプ不良率0.5%及び0.0
3%に比べて、0.01%のレベルまで低減することが
わかった。
形蛍光ランプの市場相当の使用条件において、そのガラ
ス管の切断・自己閉塞した端壁のクラック・リークある
いは破損によるランプ不良率も、図8及び図10のそれ
ぞれの従来技術に係るランプのランプ不良率0.2%お
よび0.1%に比べて、0.01%のレベルまで低減さ
れることがわかった。
の製造方法によれば、自己閉塞したガラス管の端壁の肉
厚を従来技術によるものに比べて、より厚くかつ均一に
でき、さらにその機械的強度を向上でき、これによりガ
ラス端壁におけるクラック・リークあるいは破損による
ランプ不良率をより一層低減することができる。
本の前記ガラス管14〜17をブリッジ接合したコンパ
クト形蛍光ランプに限らず、その他の例えば2本、6
本、8本のガラス管を接合したランプの製造にも適用で
きる。また、1本のガラス管から3本以上の切断・自己
閉塞したガラス管を製造する場合や、1本のガラス管の
一端を切断・閉塞した1本のガラス管を製造する場合に
も適用できる。
造方法は、自己閉塞したガラス管の端壁の肉厚を従来技
術によるものに比べて、より厚くかつ均一にでき、さら
にその機械的強度を向上でき、ランプ製造工程中および
市場において、ガラス管端壁のクラック・リークあるい
は破損によるランプ不良率をより一層低減することがで
きるものである。
を説明するための図
斜視図
たガラス端壁の肉厚測定の結果を示す図
の鋼球落下試験による機械的強度の判定結果を示す図
図
の図
Claims (3)
- 【請求項1】 複数本のガラス管が接合されて形成され
た発光管を有する蛍光ランプの製造方法であって、前記
ガラス管の一端部が、直管状のガラス管を回転させなが
ら前記ガラス管の切断予定部を加熱し軟化させた後、前
記切断予定部を加熱しつつ、前記切断予定部に向かって
前記ガラス管を移動させて前記切断予定部に肉溜まり部
を形成し、その後、前記切断予定部に対して逆方向に引
っ張りながら、前記ガラス管の前記切断予定部を切断
し、自己閉塞させて形成されることを特徴とする蛍光ラ
ンプの製造方法。 - 【請求項2】 前記切断予定部に対して逆方向に引っ張
りながら、前記ガラス管内に気体を流入し、前記ガラス
管の前記切断予定部を切断し、自己閉塞させるととも
に、凸曲面状部を形成することを特徴とする請求項1記
載の蛍光ランプの製造方法。 - 【請求項3】 前記ガラス管の前記切断予定部とは遠い
方の端部がチャックによって、それぞれ保持されている
ことを特徴とする請求項1または請求項2記載の蛍光ラ
ンプの製造方法。
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