JP4288195B2 - 蛍光ランプの製造方法及び蛍光ランプ - Google Patents

Description

この発明は、Ｕ管を用いた片口金蛍光ランプに係わり、周囲温度が２５℃において、放電管内の最も温度の低い部分である最冷点の温度が自己発熱と周囲温度との相関において最適になるようにして、ランプの明るさを最大にした、水銀アマルガムによる水銀蒸気圧規制を行わない片口金蛍光ランプ及び片口金蛍光ランプの製造方法に関するものである。また、この発明は放電管が少なくとも１箇所以上屈曲部を有する蛍光ランプも含む。

従来のＵ管を用いた低圧放電灯は、例えば、図６及び図７の１回折り曲げられた低圧放電灯を示す図のように構成され、Ｕ管からなる発光管１は、２つの縦方向管区分２、３及び横方向管区分４を備える。発光管１のＵ字形屈曲部は、横方向管区分４の外側母線Ｍ_Ｑが直線であり、かつ両方の縦方向管区分２、３の外側母線Ｍ_Ｌに対してほぼ垂直に延びるように構成されている。縦方向管区分２、３の直径Ｄ_Ｌは１２ｍｍであり、横方向管区分４の直径Ｄ_Ｑはその中央で、Ｄ_Ｑ／Ｄ_Ｌは約１．２であるように選択されるが、直径Ｄ_Ｑが直径Ｄ_Ｌと同じか又はそれより大きければよい。更に、縦方向管区分２、３と横方向管区分４との間の管移行部は、管屈曲部における直径Ｄ_ＬＱの直径Ｄ_Ｑに対する比が約１．２であるように延びている。直径Ｄ_ＬＱは直径Ｄ_Ｑより大きければよい。

図８は図６、７の１回折り曲げられた低圧放電灯の温度分布を示す図で、周囲温度約２５℃で測定したものである。図から、ランプ作動中の水銀蒸気圧を決定する冷たい個所は管屈曲部５及び６内に存在し、その温度はほぼ４０℃である。温度は電極のある密閉端部の方向に７０℃まで高まる。横方向管区分４の中央部は、冷たい個所とは異なり５℃高い４５℃である。

このように、外側の管屈曲部５、６における冷たい個所によりランプ作動中に最適な水銀蒸気圧が達成される。

また、Ｕ管を製作する方法として、初めに直線状のガラス管を加熱し、特に管の中央部を軟化点温度にする。次いで、中央部分から側方に延びている管部分をこれら（縦方向管部分）が相互に平行に位置するまで相互に対向させて折り曲げる。その後、Ｕ字形に折り曲げた管部分（縦方向管区分への移行部を有する横方向管部分）を型中に挿入し、それと同時に管端部を介して管中にガスを入れ加圧しながら成形する（例えば、特許文献１参照）。
特公平２−５３９０６号公報

従来のＵ管を用いた低圧放電灯は、ランプ作動中の水銀蒸気圧を決定する冷たい個所（最冷点）は管屈曲部５及び６内に存在するが、ベンディン方式（直線状のガラス管を加熱して折り曲げる）により製作するため、最冷点となる管屈曲部５及び６のガラス肉厚が他の部分に比べ薄くなり、製品として弱く破損しやすくなる。また製造不良率も高い。

ガラス肉厚が、周囲温度２５℃無風状態点灯時という規定測定条件下での最冷点温度を左右する。しかし、ＦＨＴと呼ばれるような屈曲管を複数用いたランプにおいては、Ｕ字形状部が３箇所あり最冷点候補は６箇所ある。最冷点のガラス肉厚が製造工程のバラツキで変化し、ランプ特性もばらついてしまうという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、製品強度が商品として物流に耐え、製造不良率を上げず、複数ある最冷点候補の温度のバラツキが少なく安定したランプ特性が得られる片口金蛍光ランプ及び片口金蛍光ランプの製造方法を提供することを目的とする。

また、この発明は、製品強度が商品として物流に耐え、製造不良率を上げず、最冷点の温度が適性になり安定したランプ特性が得られる蛍光ランプを提供することを目的とする。

この発明に係る片口金蛍光ランプは、少なくとも１回以上屈曲させた放電路を有し、管内水銀蒸気圧をアマルガムで制御せずに通常の最冷点により規制し、Ｕ字形の屈曲部の角部分が最冷点になる片口金蛍光ランプにおいて、最冷点になる屈曲部の角部分のガラス肉厚をｔ、非屈曲部のガラス肉厚をｔ_０としたとき、
０．１２ｍｍ≦ｔ≦ｔ_０／５
の関係を満たすことを特徴とする。

また、この発明に係る片口金蛍光ランプは、管外径１３ｍｍ以下としたことを特徴とする。

この発明に係る片口金蛍光ランプの製造方法は、請求項１記載の片口金蛍光ランプの製造方法において、Ｕ字形の屈曲部を、接合方式により形成したことを特徴とする。

この発明に係る蛍光ランプは、放電管が少なくとも１箇所以上屈曲部を有し、管内水銀蒸気圧をアマルガムで制御せずに通常の最冷点により規制し、屈曲部が最冷点になる蛍光ランプにおいて、最冷点になる屈曲部のガラス肉厚をｔ、非屈曲部のガラス肉厚をｔ_０としたとき、
０．１２ｍｍ≦ｔ≦ｔ_０／５
の関係を満たすことを特徴とする。

この発明に係る片口金蛍光ランプは、上記のように構成することにより、製品強度が商品として物流に耐え、製造不良率を上げず、複数ある最冷点候補の温度のバラツキが少なく安定したランプ特性が得られる。

この発明に係る片口金蛍光ランプの製造方法は、上記のように構成することにより、屈曲部の成形が容易になる。

この発明に係る蛍光ランプは、上記のように構成することにより、製品強度が商品として物流に耐え、製造不良率を上げず、最冷点の温度が適性になり安定したランプ特性が得られる蛍光ランプを提供することができる。

実施の形態１．
図１〜５は実施の形態１を示す図で、図１は片口金蛍光ランプの構成を示す図、図２は１つのＵ管の部分断面図、図３は屈曲部の角部のガラス肉厚と最冷点温度との関係を示す図、図４は低圧水銀蒸気放電片口金蛍光ランプＦＨＴ５７−Ｈタイプの周囲温度特性（比光束、口金上側）を示す図である。

発明者らは製造バラツキの中で、際だって周囲温度特性の異なるランプがあることを発見した。このランプは温度特性が高温側にシフトしていた。発明者らは製品の特性バラツキを抑制するためにその原因を探究したところ、ある屈曲部の角の肉厚が極端に薄いことに気付いた。つまり最冷点とは単純にディメンジョンにより放電路から離れれば温度が下がるだけではなく、ガラス肉厚によって大きく左右されていることに気付いた。

片口金蛍光ランプ（形名ＦＨＴ５７ＥＸ−Ｎ）の全体構成は、図１に示すように、従来のものと同様である。但し、発光管１は３個のＵ管を用い、それぞれのＵ管は２つの縦方向管区分２、３及び横方向管区分４を備える。Ｕ管の管外径は１２ｍｍである。
但し、Ｕ管の管外径は１２ｍｍに限定されるものではない。本実施の形態はそれよりも太い管径のものにも適用可能である。

図２の部分断面図に示すように、管屈曲部５、６（屈曲部の角部分）の最冷部ガラス肉厚を、商品として物流に耐える製品強度が得られるように、また製造工程不良率を上げないようにするため０．１２ｍｍ以上とし、かつ最冷部ガラス肉厚を通常部（非屈曲部）のガラス肉厚の１／５以下とする。これにより、設計通りのランプ特性が得られる。０．１２ｍｍは、これ以上薄くすると製品として弱く破損しやすくなり、また製造不良率も高くなる。
従って、最冷点になる屈曲部の角部分のガラス肉厚をｔ、非屈曲部のガラス肉厚をｔ_０としたとき、
０．１２ｍｍ≦ｔ≦ｔ_０／５
の関係を満たすことで、製品強度が商品として物流に耐え、製造不良率を上げず、複数ある最冷点候補の温度のバラツキが少なく安定したランプ特性が得られるのである。

図３に最冷点のガラス肉厚の異なるランプについて、最冷点温度を、周囲温度２５℃において測定した結果を示す。ここで用いた片口金蛍光ランプ（形名ＦＨＴ５７ＥＸ−Ｎ）のガラス管の肉厚ｔ_０は１．２ｍｍである。

最冷点（屈曲部の角部分）のガラス肉厚ｔが、例えば従来の０．３ｍｍ（ｔ_０／４）のものでは、最冷点温度が５７℃である。それよりガラス肉厚ｔが薄くなると、０．２ｍｍ（ｔ_０／６）のものは最冷点温度が従来のものより３℃下がって５４℃、０．１５ｍｍのものは最冷点温度が従来のものより５℃下がって５２℃となる。

図４に示すように、低圧水銀蒸気放電片口金蛍光ランプＦＨＴ５７−Ｈタイプの周囲温度特性（比光束、口金上側）によれば、最冷点温度が５２℃において比光束が最大となる。従って、周囲温度２５℃において、最冷点温度が５２℃になるようにランプの設計を行うことになるが、最冷点となる屈曲部の角部分のガラス肉厚ｔを、０．１２ｍｍ≦ｔ≦ｔ_０／５の範囲で薄くすることがそれを実現する有力な手段となる。

本実施の形態によれば、少なくとも１回以上Ｕ字形に曲げた放電路を有し、管内水銀蒸気圧をアマルガムで制御せずに通常の最冷点により規制し、Ｕ字形の屈曲部の角部分が最冷点になる片口金蛍光ランプ（形名ＦＨＴ５７ＥＸ−Ｎ）において、最冷点になる屈曲部の角部分のガラス肉厚をｔ、非屈曲部のガラス肉厚をｔ_０としたとき、
０．１２ｍｍ≦ｔ≦ｔ_０／５
の関係を満たす構成とすることにより、製品強度が商品として物流に耐え、製造不良率を上げず、複数ある最冷点候補の温度のバラツキが少なく安定したランプ特性が得られる。

実施の形態２．
図５は実施の形態２を示す図で、接合方式によりＵ管を製作する場合の概略フローを示す図である。
ガラス管は、外径が１２ｍｍ、肉厚０．７５ｍｍ（最大１．０ｍｍ）の直線状のものを２本用いて、１つのＵ管を作成する。先ず、直線状のガラス管のそれぞれの一方の端部近傍をバーナーで加熱して溶融し、その溶融した部分を接触させてＵ形状とし、更にＵ形状部を加熱した後、型にはめ込みＵ管の開口部から不活性ガスを流し込み、加圧しながらモールドして所望の形状に成形する。

この場合も、屈曲部の角部のガラス肉厚は、実施の形態１と同様、最冷点になる屈曲部の角部分のガラス肉厚をｔ、非屈曲部のガラス肉厚をｔ_０としたとき、
０．１２ｍｍ≦ｔ≦ｔ_０／５
の関係を満たす構成とする。

但し、非屈曲部のガラス肉厚ｔ_０が、例えば０．７５ｍｍの場合は、最冷点になる屈曲部の角部分のガラス肉厚ｔの好ましい範囲は、例えば０．１２ｍｍ≦ｔ≦０．１５ｍｍとなる。

接合方式でＵ管を製作する場合は、モールド成形が容易になる利点を有する。

上記実施の形態１、２では、Ｕ字形の屈曲部を有するものを説明したが、屈曲部はＵ字形に限定されない。例えば、コ字形等でもよい。要は片口金の場合はほぼ１８０度屈曲したものであれば、どのような形状でもよい。

また、上記実施の形態１、２では、片口金蛍光ランプについて説明したが、片口金以外の蛍光ランプにも適用可能であり、例えば放電管が少なくとも１箇所以上屈曲部を有し、管内水銀蒸気圧をアマルガムで制御せずに通常の最冷点により規制し、屈曲部が最冷点になる蛍光ランプにおいても、最冷点になる屈曲部のガラス肉厚をｔ、非屈曲部のガラス肉厚をｔ_０としたとき、
０．１２ｍｍ≦ｔ≦ｔ_０／５
の関係を満たすことにより、製品強度が商品として物流に耐え、製造不良率を上げず、最冷点の温度が適性になり安定したランプ特性が得られる蛍光ランプを提供することができる。

実施の形態１を示す図で、低圧水銀蒸気放電片口金蛍光ランプの構成を示す図である。 実施の形態１を示す図で、１つのＵ管の部分断面図である。 実施の形態１を示す図で、屈曲部の角部のガラス肉厚と最冷点温度との関係を示す図である。 実施の形態１を示す図で、低圧水銀蒸気放電片口金蛍光ランプＦＨＴ５７−Ｈタイプの周囲温度特性（比光束、口金上側）を示す図である。 実施の形態２を示す図で、接合方式によりＵ管を製作する場合の概略フローを示す図である。 従来の口金付き端部を有する低圧放電灯の図である。 従来の１回折り曲げられた放電管を備えた口金を付けていない低圧放電管の断面図である。 従来の低圧放電灯の温度分布を示す図である。

符号の説明

１ 発光管、２，３ 縦方向管区分、４ 横方向管区分、５，６ 管屈曲部。

Claims (3)

1. 放電管となる１箇所以上屈曲部を有するＵ管を備えた蛍光ランプであって、管内水銀蒸気圧をアマルガムで制御せずに通常の最冷点により規制し、前記屈曲部が最冷点になる蛍光ランプの製造方法において、
   直線状の２本のガラス管のそれぞれの一方の端部を溶融して溶融した部分を接触させてＵ形状とする工程と、
   Ｕ形状とする工程後に、Ｕ形状部を加熱した後、Ｕ形状部を型にはめ込む工程と、
   型にはめ込む工程後に、ガラス管の開口部から加圧ガスを流し込み、Ｕ形状部が型の形状と一致するように、加熱されたＵ形状部を加圧することにより、Ｕ形状部をモールド成形する工程とを備え、
   前記Ｕ形状部をモールド成形する工程は、
   Ｕ形状部の形状が型の形状と一致するように加圧ガスによりＵ形状部を膨らませてＵ形状部に前記最冷点になる屈曲部を成形し、前記最冷点になる屈曲部のガラス肉厚をｔ、非屈曲部のガラス肉厚をｔ _０ としたとき、
   ０．１２ｍｍ≦ｔ＜ｔ _０ ／５
   の関係を満たすように、前記最冷点になる屈曲部を成形することを特徴とする蛍光ランプの製造方法。
2. 前記Ｕ管は、平行に延びている２個の直線状の縦方向管区分と、２個の縦方向管区分を連結する１個の横方向管区分と、前記縦方向管区分と前記横方向管区分との間の１対の屈曲部とを有し、
   前記Ｕ管をモールド成形する工程は、
   前記Ｕ形状部から、前記１個の横方向管区分と、前記１対の屈曲部と、前記１対の屈曲部と連続する前記２個の縦方向管区分の一部とを成形するとともに、前記１対の屈曲部を角方向に膨らませることにより、前記最冷点になる１対の角部分を形成することを特徴とする請求項１に記載の蛍光ランプの製造方法。
3. 前記請求項１又は２に記載の蛍光ランプの製造方法により製造されたことを特徴とする蛍光ランプ。

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