TW479263B - Closed-loop, tubular lamp envelope and method for fabricating the same as well as methods for connecting and processing glass tubes - Google Patents

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479263 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（1 ) 發明的領域 本發明涉及無電極低壓光源，而更詳言之，是涉及封 環狀管形燈罩以及製造封環狀管形燈罩的方法。 發明的背景 無電極螢光燈是披露於在1970年3月10日發給安徳遜 的美國專利第3,500,118號，在1976年10月19日發給安 德遜的美國專利第3,987,334號，以及安德遜所著1969 年4月出販之照明工程學第236至244頁。如在這些參考 資料褢所披露•無電極、電感鍋合燈是包含在形成連缠 閉合電路的放電管褢的低壓水銀/緩衝氣放電。放電管 的電路在一個或多傾環狀鐵心的中心通過，使得放電 管變成變壓器的副線圈。電力是藉箸施加正弦電壓於數 圈嬈在包圍箸放電管的環狀鐵心周圍的電線來繙合於放 電管。通過主線圈的電流産生時變磁通量，其沿著放電 管感應維持放電的電壓。放電管的内面塗敷著磷光粉， 當其被受激的水銀原子所放出的光子照射時會放出可見 光。安德遜所敘述的燈參數會産生鐵心損耗高的燈，因 此非常無效率。此外，安德遜燈又由於在變壓器鐵心褢 所使用的肥粒鐵材料而重得不實用。 具有高效率的無電極燈總成是披露於1996年3月27日 提出的美國申請编號第08/624,043。所披露的燈總成 包含一無電極燈，其含有以低於約〇·5托的壓力封入箸 水銀汽與緩衝氣的封環狀管形燈罩，配置於燈罩周圍的 變鼷器鐵心，配置於變壓器鐵心上的輸入線圈，以及銷 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇x297公釐） .I--------------IT------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 479263 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 ___B7___五、發明説明（2 ) 合於輸入線圈的無線電頻率高壓電源。無線電頻率電源 供窿足夠的無線電頻率能量給水銀汽與緩衝氣來産生具 有等於或大於約2安培的放電電流之放電於燈罩褢。所 披露的燈總成同時逹成比較高之流明輸出，高效率，以 及高軸向流明密度，因此使它變成習用非常高輸出之螢 光燈與高強度、高壓放電燈2吸引人的替代物。 上面所述類型的無電極燈霈要封瓌狀管形燈軍。燈罩 是空心並形成封環但可有種種不同的形狀。前述專利第 3,500,118號披露了卵形的燈罩。具有供安置肥粒鐵用 的頸縮斷面的環形燈罩是披露於前述專利第3,987,334 號。日本文獻第7-94152號披露了種種形狀的無電極燈 罩，其中兩值半部是接合於兩處以形成環。 在申請人所知道的範圍内，先前技術並未披露適合自 動化製造的方法以製造封環狀管形燈罩。這種封環形燈 簞的所有已知形狀是非常待殊的·製造它們的方法也是 如此。結果，燈製造設備是昂貴而無彈性。要使用一條 生産線來適合於不間尺寸和不同形狀的玻璃與燈是不 可能的。例如，前述日本文獻第7-941 52號披露了成形 的玻璃管在郯接的管端接合。雖然這傾作法在實驗室環 境褢大致行得通，在生産環境則該方法會是非常昂貴而 不實用。 發明的槪要 本發明提供了製作封環狀燈罩的方法。在透光管的_ 端形成穹面。在穹面上模塑了氣泡•並在棋塑氣泡袠形 -4 - (請先閲讀背面之注意事 I# 項再填. 裝—— :寫本頁)

、1T 本紙張尺度適用中國國家標率（€卜’5)以規/格（210父297公釐） 479263 A7 _B7___ 五、發明説明（3 ) 成了孔。然後，在透光管的另一端形成穹面。在穹面上 形成氣泡，並在模塑氣泡褢形成第二孔。各模塑氣泡包 含界定各傾孔的緣邊。第二管是以相同的方法加工，在 第一與第二管末端的各個緣邊被熔合在一起以形成密閉 式封環燈罩。當燈罩是用於螢光光源時，即在第一與第 二燈管的内面塗敷磷光料。 透光管可在一或多處弄彎以形成所要的燈罩形狀。在 玻璃管末端的緣邊形成供接合第一舆第二管之用的匹配 半橋。 依本發明的另一情形，提供了連接玻璃管的方法，那 方法包含在第一玻璃管的一端形成穹面，模塑具有緣邊 的氣泡於穹面上，以及在模塑氣泡褢形成孔等步驟。孔 是被緣邊所界定。第二玻璃管是以相同的方法加工。第 一與第二玻璃管是在緣邊接合以形成第一舆第二玻璃管 之間的密閉接合。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 依本發明的3—情形，提供了為連接於另一玻璃管而 將玻璃管加工的方法。那方法包含在玻璃管的一端形成 穹面，模塑具有緣邊的氣泡於穹面上，以及在模塑氣泡 褢形成孔等步驟。孔是被綠邊所界定。緣邊適於連接至 具有相同結構的玻璃管。 依本發明的另一情形，提供了封環狀管形燈罩。第一 透光管在它的相反兩端有第一與第二穹面，第一管.的第 一與第二穹面包含分別界定第一與第二孔的第一與第二 緣邊。第二透光管在它的相反兩端有第三舆第四穹面。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 479263 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（4 ) 第二管的第三與第四穹面包含分別界定第三輿第四孔的 第三舆第四綠邊。將第一輿第三緣邊接合，並將第二與 第四緣邊接合使得第一舆第二管形成密閉封環狀管形燈 罩。在較優的具體例褢，第一與第二管有直線部且以匹 配半橋來接合在一起。 為能更清楚地瞭解本發明，引用了併入本文褢供參考 的附圖。 較優具體例 封環、空心、管形玻璃罩是藉箸管節的成形舆加工然 後將界線分明的密閉面熔合在一起來製造。那方法典型 上包含預製兩節，但不限於兩限。管節是依緊的公差製 成以確保密閉面的配合。最後的燈罩必須確實密閉，必 須比較結實，並必須有長的工作壽命。複製性舆高加工 量有賴於要接合在一起的管節之間良好配合的達成。 為準備將玻璃管接合於另一玻璃管而製作玻璃管的方 法將參閲第1〜4圖來加以說明。那方法是始於具有所箱 直徑、壁厚度以及組成的直玻璃管10。如在第2圖袠所 繪示，穹面12是形成於玻璃管10的一端上。穹面12可藉 著將玻璃管安置於車床，將玻璃管在要形成穹面的區域 中加將玻璃管旋轉並將玻璃管的末端拉斷來形成。 用來形成穹面12的自動化技術是精於此道的人所熟知的 。最好，穹面是半球形而直徑等於玻璃管1〇的直徑。穹 面12封閉了玻璃管1〇的一端。 如在第3圖褢所繪示，穹面12之形狀是使得可形成帶 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規掩（2L0X297公釐） -7--------^裝------tr------ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 479263 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（5 ) 緣邊孔的前物（precursor)。穹面12可以模塑法，如吹 塑法來成形以形成氣泡20。氣泡20包含具有閉合端24的 緣邊22。氣泡20之形成可藉箸將穹面12加熱並將玻璃管 10的内部加壓以便將穹面12的一部壓入呈氣泡20形狀的 模子（未獪示）褢。模子界定氣泡20的外部尺寸舆形狀。 緣邊22的壁厚度是被穹面12的厚度所決定，典型上是大 約與玻璃管10的壁厚度相同。 如在第4圖褢所繪示，氣泡20的閉合端被除去以形成 被綠邊22所界定的孔26。在較優的具醱例褢，孔26是由 氣泡20以火焰切割而成。最好，錄邊22包含圓筒壁而界 定圓孔。孔26的緣邊22可形成於穹面12上的任何中意的 位置。為了確保圓的緣邊，氣泡20必須完全位於穹面12 上。孔26的定位的自由度依所要的孔26的大小而定•較 小的孔比大孔更可定位於穹面上的較大固體角内。雖然 如此，在第1〜4圖褢所繪示以及上面所述方法提供了 蘭於孔26的大小舆位置以及它相對於玻璃管10的軸線的 定向的伸縮性。因為線邊22是模塑的，它的形狀與尺寸 被控制得很好。 使用本發明的程序接合兩値玻璃管的倩形是繪示於第 5圖。具有穹面32舆緣邊36的玻瓌管30是以舆上面所述 玻璃管10—樣的方式加工。由於形成緣邊所使用之模塑 方法的結果，緣邊22與36的直徑最好是在約0.2至〇·3公 厘以内，與壁厚度相同。緣邊22舆36是對準到數度以内 並被熔合在一起以形成密閉接頭40。因為緣邊22與36形 本纸張尺度過坍中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 479263 Α? Β7 五、發明説明（6 ) 成於同一模子，它們緊密地配合而容許管10與30之間的 精確熔合與密閉。典型上，管10與30的直徑舆壁厚度相 同。不過，尺寸不同的管可用本發明的方法來接合。主 要的要求是緣邊22與36要考分配舎以I許它《熔在一 起。緣邊22與36的熔合是藉著將這些元件加熱到熔融狀 態並把它們壓在一起，如業界褢所已知，來執行。 繪示於第1〜4圖褢並敘述於上面的方法是在一端形 成著穹面的直玻璃管上執行。在很多事例中，可能需要 將玻璃管鄰近穹面12之處弄彎，使得例如綠邊22的平面 朝向平行於玻璃管10的軸線。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 如下面所述，第1〜4圖的方法能在兩值玻璃管的兩 端上執行，而兩個玻璃管能被接合在一起以形成封環狀 燈罩。所述程序能用於直而成形的玻璃管。使用所披露 的方法和不同的管形狀與大小，就能製作很多種燈結構 。所披露的程序容許非常彈性的製造方法，以非常小的 轉換就能處理不同的形狀與大小。依本發明的方法製作的 封璟狀空心管形燈罩的例子是獪示於第6輿7圖。在第 6圖，燈罩50是藉著接合玻璃管52舆54來形成。在玻璃 管52褢，於玻璃管52的一端的穹面58袠形成了綠邊56, 而在玻璃管52的另一端的穹面62褢形成了緣邊60。同樣 地，在玻璃管54的一端的穹面68褢形成了緣邊66,而在 玻璃管54的S —端的穹面72褢形成了綠邊70。各玻璃管 52與54在一端附近成形以容許形成封環狀燈罩並提供所 要的形狀。玻璃管52的緣邊56是在接頭76之處接合於玻 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公廣Ι 479263 A7 B7 五、發明説明（7 ) ‘ ^ 璃管54的緣邊70,而玻琅管52的緣邊60是在接頭78之處 接合於玻璃管54的緣邊66以形成密閉、封琛狀燈罩5〇。 形狀舆燈軍50的形狀不同但以相同的方法製作的燈軍 90是繪示於第7圖。玻璃管92製有緣邊94與96，而玻璃 管100製有綠邊102與104,如上所述，緣邊96是在接頭 110之處熔合於錄邊104,而緣邊94是在接頭112之處熔 合於緣邊102以形成密閉、封環狀燈罩90。無®極光源 用之燈罩120的較優結構是繪示於第8圖。燈罩120包含 玻璃管122與124,其以橋126舆128接合於各端或各端附 近以形成封璟。橋126與128是以在玻璃管122與124上的 整體半橋所形成。玻璃管122與124的直部是平行而隔離 。玻璃管122與124熔合於接頭13(?脅132以形成具有閉路 式放電路徑的密閉燈罩。在一傾較優具體例裏•管122 與124的外徑是5.0公分且除了在橋126與128之處以外傜 相隔2.8公分。燈罩的全長，不包含管子，是40公分。 橋126舆128的外徑是3· 4公分。 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

用來製作獪示於第8圖褢的那種類型的封琛狀空心燈 罩的方法即參閲第9圖舆10A〜10K來説明。當然這値方 法可普遍應用於不同形狀與大小的封環狀管形燈罩的製 作。在步驟200,將玻璃管300(第10A圖）切割成所要的 長度。在步驟202 ,使玻璃管300的第一端成為穹面302 (第10B團）。在步驟204,將玻璃管300的穹面端弄彎成 與管軸線成45度角，如第10C圖褢所繪示的304。在步騄 206,用吹塑成形法模塑穹面302以形成氣泡306 (第10D 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4叱綣（210X297公釐） 479263 丨修| A7 B7 五、發明説明（8 ) 圖）。在步驟208,打開氣泡以形成被续邊310所界定的 孔308 (第10E圖）。然後在步驟210·在管300的第二端形 成穹面320 (第10FB)。在步驟212·將管300的第二端弄 彎成與管軸線成45度角•如第10G圖裏所繪示的322。在 步騎214,將管300的第二端吹塑成形以形成氣泡324 (第 10H圖）。在步驟216,打開氣泡324以形成被緣邊328所 界定的孔326 (第101圖）。當燈罩是要用於螢光燈時•在 步駭218以磷光料塗敷玻璃管300的内面。更明確地說， 可在燈管的内部塗敷氣化鋁防護塗層。在爐裏烘乾了防 護塗層之後，以3500K三磷摻合物塗敷煊管，烘乾舆烘 焐，如業界所已知者。在緣逢310舆328附近，即，要作 玻璃密閉的區域，磷光粉塗層披從玻璃管300的開放端 拭去。然後，在步S 220,為第二玻璃管340 (第10K匿） 重複步驟200至218。各管有半橋在各端。可將一個或多 钽排氣管334(第10J圖）固定於成形玻璃管之任一或二者 。在步驟224,於接合機上將兩悃成形玻璃管300與340 的匹配綠邊熔合在一起以形成封環燈罩（第10 K圖）。 經濟部中央標隼局員工消費合作社印装 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 燈排氣處理與其他螢光燈所用者相同。當在鈸褢加熱 以^出管之®^料與光粉中的空氣時•燈罩01重複地受到 充入惰性氣饈與抽空的循環。最後镇充的氣體可能是氪 ，最好是以0.2托的壓力送入。將劑置的水銀舆汞齊送 入，然後將排氣管334收尖以提供完成的燈罩，如第8 圖所繪示。 半橋之間隔的精確性與它們的切開末端的同平面性是 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（〇阳）八4規/格（210'<<297公釐） 479263 A7 B7 五、發明説明（9 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 能否將玻璃管密閉在一起的決定性因素。在半橋上的緣 邊窿該對準在约0.2〜0.3公厘以内並應同平面至數度以 内。玻璃管的相反兩端最好同時密閉。 雖則至此所繪示舆敘述者是目前所認為之本發明較優 的具體例，其中可作種種的變化與修改而不脱離附帶申 請拿利範圍所界定的本發明的範圍，對於精於此道的人 來講是顯而易見的事。 _式之簡單說明 第1〜4圓獪示本發明製作用來接合於S —玻璃管的 玻璃管的方法； 第5圖繪示本發明的兩傾玻璃管的接合； 第6與7圖繪示依本發明的方法製作的封環狀管形燈軍。 第8圖繪示供無電極螢光燈之用的封環狀管形燈罩的 一値較優具體例。 第9圖繪示本發明製作封環狀管形燈罩的方法的流程 圖。 第10A〜10K匾繪示在第9圖的製作方法的傾別步驟之 後的玻璃管。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -11- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 479263

   t、申請專利範圍 第86 1 04236號「封環狀管形燈罩及其製造.方法以及連接和處 理玻璃管之方法」專利案 （9〇年9月修正） 六申請專利範圍 L 一種將玻璃管連接於另一玻璃管的加工方法，包含下列 步驟： a) 在玻璃管（10)的一端形成穹面（12); b) 模塑氣泡（20)於該穹面（12)上，該模塑氣泡（20)具有 緣邊（22);以及 c) 形成孔（26)於孔模塑氣泡裏，該孔（26)是被該緣邊（22) 所界定，其中該緣邊（22)是適合於連接至另一玻璃管。 2·如申請專利範圍第1項之玻璃管加工方法，更包含弄彎 該玻璃管的步驟。 3·如申請專利範圍第1項之玻璃管加工方法，其中形成該 孔（26)的步驟包含火焰切割該孔的步驟。 4. 如申請專利範圍第1項之玻璃管加工方法，其中模塑該 氣泡的步驟包含吹塑成形法。 5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該方法係用於連接 玻璃管，更包含下列步驟： d) 藉著執行上述步驟a)〜c)於第二玻璃管（30)來處理該 第二玻璃管；以及 6)在該緣邊（22,36)接合該第一與第二玻璃管（1〇,30)以 形成一密閉連接於該第一與第二玻璃管之間。 6·如申請專利範圍第5項之方法，更包含將該第一玻璃管 鄰近該穹面的部分弄彎的步驟。 479263 t、申請專利範圍 7. 如申請專利範圍第5項之方法，其中該方法係使用於製 造封環狀管形燈罩，包含下列步驟： (a) 在第一管的一端形成第一穹面； (b) 在該第一穹面上模塑第一氣泡，該第一模塑氣泡具 有第一緣邊； (c) 在該第一模塑氣泡裏形成第一孔，該第一孔是被該 第一緣邊所界定； (d) 在該第一管的另一端形成第二穹面； (e) 在該第二穹面上模塑第二氣泡，該第二模塑氣泡具 有第二緣邊； (f) 在該第二模塑氣泡裏形成第二孔，該第二孔是被第 二緣邊所界定； (g) 藉執行步驟a)〜f)於該第二管來處理該第二管； 以及 (h) 將該第一與第二管的第一緣邊與第二緣邊接合以形 成密閉、封環燈罩（50)。 8. 如申請專利範圍第7項之方法，更包含將該第一管弄彎 及將該第二管弄彎以提供所企望之該燈罩形狀的步驟。 9. 如申請專利範圍第8項之方法，其中將該第一管弄彎及 將該第二管弄彎的步驟包含在各穹面附近將該第一與第 二管弄彎使得該第一與第二管各包含直線部與在各端的 半橋。 10. 如申請專利範圍第7項之方法，其中形成該第一孔及形 成該第二孔的步驟包含實質地形成圓形的孔。 -2- 六、申請專利範圍 11. 如申請專利範圍第7項之方法，其中模塑該第一氣泡與 模塑該第二氣泡的步驟各包含加壓於該管的內部以將該 穹面迫入模子裏。 12. 如申請專利範圍第7項之方法，更包含將磷材料塗敷於 該第一與第二管的內面的步驟。 ia如申請專利範圍第12項之方法，更包含在接合該第一與 第二管的步驟之前從該第一與第二管的第一與第二緣邊 除去該磷材料的步驟。 M.如申請專利範圍第7項之方法，更包含接合至少一個排 氣管（3 34)於該第一管（300)以容許抽空與塡滿該燈罩的步 驟。 15. —種封環狀管形燈罩，包含： 一第一透光管（52)，在其相反的兩端具有第一與第二 穹面（5 8，6 2)，該第一管（5 2)的該第一與第二穹面（5 8，62)包 含分別界定第一與第二孔的第一與第二緣邊（56,60);以 及 一第二透光管（54)，在其相反的兩端具有第三與第四 穹面（68,72)，該第二管（54)的第三與第四穹面（68,72)包含 分別界定第三與第四孔的第三與第四緣邊（66,70)，該第 一（56)與第三（70)緣邊是接合著而該第二（60)與第四（66) 緣邊是接合著使得該第一與第二管（52,54)形成密閉、封 環狀管形燈罩（50)。 16. 如申請專利範圍第15項之封環狀管形燈罩，其中該第一 與第二管各包含具有縱軸的直部，其中該第一與第三緣 479263 六、申請專利範圍 邊形成用來在一端附近接合該第一與第二管的直部的匹 配半橋，而其中該第二與第四緣邊形成用來在另一端附 近接合該第一與第二管的直部的匹配半橋。 17.如申請專利範圍第1 5項之封環狀管形燈罩，更包含在該 第一與第二管的內面上的磷塗層。 -4-