(57)【要約】【課題】製造する放電管のガラスビーズのひび割れを防止する。【解決手段】放電管を製造する際に、導入線（３）の導出部（３ｂ）の軸方向外側でガラス管（１）の内側突起（１１ｂ）を導入線（３）に部分的に固定し、導入線（３）とガラス管（１）との間に形成された開口部（１１ａ）からガラス管（１）内に放電用ガス（７）を供給し、ガラス管（１）を加熱してガラスビーズ（２）に気密に融着する。ガラス管（１）内に片側支持状態で電極組立体（１０）を仮止めした後にガラス管（１）を移動しても、ガラス管（１）内での電極組立体（１０）の遊動が阻止される。部品数を増加させずに、ガラスビーズ（２）及びガラス管（１）の押圧によるひび割れを防止できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導入線と、該導入線の先端部に固定された電極と、前記導入線の導出部と前記電極との間に固定されたガラスビーズとを有する電極組立体をガラス管の一端から前記ガラス管内に挿入する工程と、
前記ガラス管の一部を加熱し溶融して、前記ガラス管に内側突起を形成する工程と、
前記ガラス管の内部と外部とを連通させる開口部を前記導入線の周方向に残して、前記導入線の導出部の軸方向外側で前記ガラス管の内側突起を前記導入線に部分的に固定する工程と、
前記導入線と前記ガラス管との間に形成された前記開口部から前記ガラス管内に放電用ガスを供給する工程と、
前記ガラス管を加熱して前記ガラスビーズに気密に融着する工程と、
前記ガラスビーズから軸方向外側に延伸する前記ガラス管を除去する工程と含むことを特徴とする放電管の製法。
【請求項２】
前記導入線に前記ガラス管を部分的に固定する工程は、前記ガラスビーズより軸方向外側に延伸する前記導入線を固定位置に支持する工程と、
前記ガラス管の周方向に沿う略１８０度対向する角度位置で前記ガラス管を部分的に加熱して溶融部を形成する工程と、
前記ガラス管の溶融部を径方向内側に部分的に押圧して、複数の内側突起を形成する工程と、
前記複数の内側突起の間に前記開口部を残して前記内側突起を前記導入線に密着させる工程とを含む請求項１に記載の放電管の製法。
【請求項３】
前記導入線の直径は、０．５ｍｍ以上である請求項１又は２に記載の放電管の製法。
【請求項４】
前記ガラス管を固定し、前記ガラスビーズから外側に延伸する前記導入線を切断する工程を含む請求項１〜３の何れか１項に記載の放電管の製法。
【請求項５】
前記電極組立体を前記ガラス管の一端から前記ガラス管内に挿入する前に、導入線と、該導入線の先端部に固定された電極と、前記導入線に固定されたガラスビーズとを有する他の電極組立体を前記ガラス管の他端に挿入する工程と、
前記他の電極組立体の前記ガラスビーズに前記ガラス管の他端を融着する工程とを含む請求項１〜４の何れか１項に記載の放電管の製法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電管の製法、特に、電極組立体をガラス管内に仮止めしてガラス管内での電極組立体の遊動を防止できる放電管の製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
希ガス及び水銀蒸気からなる放電用ガスが充填されたガラス管の内部に一対の電極が対向して配置され且つガラス管の内壁に蛍光膜が被覆された冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ  Ｃｏｌｄ  Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌａｍｐ）等の放電管は、従来から液晶ディスプレイのバックライト用光源等として広く使用されている。放電管の一対の電極には導入線の一端が接続され、導入線の他端はガラス管の両端から外部に導出される。一対の電極間に電圧を印加すると、一方の電極から電子が放出され、ガラス管内の水銀原子に電子が衝突して紫外線を発生する。この紫外線は、ガラス管の内壁に形成された蛍光膜で可視光線に波長変換される。
【０００３】
ところで、発光要素である水銀の封入には様々な問題が存在する。第１に、必要な一定量の水銀をガラス管内に封入することが困難であり、殆どの場合に水銀量が過剰となるため、放電管のコストが高くなると共に放電管の廃棄後の環境汚染が問題となる。第２に、ガラス管内の排気工程の最終段階に希ガスを封入するが、封入水銀量が変動するとそれに伴い水銀蒸気圧が変動し、排気工程の際に希ガスの一部が排出されてガラス管内でガス圧を一定に維持できない問題がある。放電管の信頼性及び性能に直接関わる大きな問題である希ガスの封入量には、高い精度が要求される。
【０００４】
水銀の必要一定量の封入には従来から多くの方法があり、例えば、液状の水銀粒を滴下する方法、封入ガスにより送り込み直接封入する方法、水銀と所定の金属との合金又は水銀を含浸した所定の焼結材を電極に取り付け、ガラス管内の排気完了後に高周波等による外部加熱で水銀を蒸発させる方法が試みられている。しかしながら、ガラス管に直接水銀を封入する方法は、分離した水銀粒の一部が排気管の管壁に付着し、一定量の封入を達成できない問題がある。これに対し、水銀化合物をガラス管内に封入して蒸発させる方法は、水銀を正確に一定量封入できる点で優れている。水銀を蒸発させる工程の前に封入される希ガスの封入量は、水銀量の影響を受けない。
【０００５】
放電管を製造する際に、図５に示すように、まず、円筒状のガラス管（１）、電極組立体（１０）及び他の電極組立体（２０）を用意する。同一の形状及び構造に形成される電極組立体（１０）及び他の電極組立体（２０）の各々は、導入線（３）と、導入線（３）の先端部（３ａ）に固定されたカップ形状の電極（５）と、導入線（３）の導出部（３ｂ）と電極（５）との間に固定されたガラスビーズ（２）とを有する。次に、他の電極組立体（２０）をガラス管（１）の他端（１ｂ）に挿入し、図６に示すように、他の電極組立体（２０）のガラスビーズ（２）にガラス管（１）の他端（１ｂ）を融着してガラス管（１）の他端（１ｂ）を封止する。各導入線（３）に固着されるガラスビーズ（２）は、耐スパッタリング性を有するタングステン、ニオブ、ランタン又はこれらの合金から成る金属製の電極（５）とガラス管（１）とを十分な接着強度で溶着する役目を有し、放電管を作業性及び密封性よく製造できる効果がある。放電管は、ガラス管（１）の外で導入線（３）の導出部（３ｂ）に接続された図示しない外部リードと、ガラス管（１）の内面に被覆され且つ電極（５）間の放電により発生する紫外線の照射を受けて可視光線を放出する図示しない蛍光膜とを備える。
【０００６】
続いて、図示しない水銀化合物を付着した電極組立体（１０）をガラス管（１）の一端（１ａ）からガラス管（１）内に挿入して、ガラス管（１）内の排気及び希ガスを供給して吸入し、前述のように、高周波等の外部加熱によりガラス管（１）内の水銀化合物を蒸発させる。その後、ガラス管（１）の一端（１ａ）をガラスビーズ（２）に融着して、ガラス管（１）内を気密に封止し、内部に放電用ガスを充填した放電管を製造できる。
【０００７】
前記の製法では、製造するガラス管（１）の移動中にガラス管（１）内で固定されない電極組立体（１０）がガラス管（１）内で遊動し、ガラス管（１）の内壁に形成された蛍光膜に電極（５）が接触して蛍光膜又はガラス管（１）に損傷を与える原因となるため、電極組立体（１）に振動又は衝撃を与えるガラス管（１）の移動が制限される。
【０００８】
この問題に対し、下記特許文献１は、導入線に固定されたガラスビーズの一部をガラス管に溶融結合して固着し、電極組立体をガラス管内に仮止めする方法を開示する。この方法では、ガラスビーズの周囲に間隙を形成して、ガラス管をガラスビーズに仮止めした状態で、電極組立体をガラス管内に保持し、ガラス管内の排気及び放電用ガスの供給及び吸入を行える。ガラスビーズをガラス管に融着する際に、図７に示すように、ガラスビーズ（２）を包囲するガラス管（１）の一部を溶融し、ガラス管（１）の溶融部（２１）を径方向内側に押圧治具（２２）により押圧して、ガラス管（１）を機械的に潰してガラスビーズ（２）に密着させる。このとき、ガラス管（１）内で直接加熱されないガラスビーズ（２）がガラス管（１）を介して押圧治具（２２）により押圧されるため、ガラスビーズ（２）又はガラス管（１）にひび割れ又はクラックが発生する危険があり、ガラスビーズ及びガラス管のひび割れは、放電管の欠陥品となる。これに対し、下記特許文献２は、導入線としてのジュメット線の先端部に円盤状のホルダを備え、ガラス管をガラスビーズに仮止めせずに、ガラス管の一部をホルダに融着して電極組立体をガラス管に仮止めし、ガラス管とガラスビーズとを融着してガラス管の端部を封止するまでのガラス管内での電極組立体の遊動を防止できる方法を開示する。
【０００９】
【特許文献１】
特許第２６８６７２１号（図３）
【特許文献２】
特許第２８７１４９９号（図１）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電極組立体の仮止めに使用するホルダは、完成後の放電管に本来無用であり、ホルダを製造し、ホルダを導入線に固定する工程及び材料コストが付加される欠点を有する。
そこで本発明は、ガラス管内での電極組立体の遊動を防止できる放電管の製法を提供することを目的とする。また、ガラスビーズの押圧によるひび割れを防止すると共に、部品数を増加させずにガラス管内で電極組立体を仮止めできる放電管の製法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明による放電管の製法は、導入線（３）と、導入線（３）の先端部（３ａ）に固定された電極（５）と、導入線（３）の導出部（３ｂ）と電極（５）との間に固定されたガラスビーズ（２）とを有する電極組立体（１０）をガラス管（１）の一端（１ａ）からガラス管（１）内に挿入する工程と、ガラス管（１）の一部を加熱し溶融して、ガラス管（１）に内側突起（１１ｂ）を形成する工程と、ガラス管（１）の内部と外部とを連通させる開口部（１１ａ）を導入線（３）の周方向に残して、導入線（３）の導出部（３ｂ）の軸方向外側でガラス管（１）の内側突起（１１ｂ）を導入線（３）に部分的に固定する工程と、導入線（３）とガラス管（１）との間に形成された開口部（１１ａ）からガラス管（１）内に放電用ガス（７）を供給する工程と、ガラス管（１）を加熱してガラスビーズ（２）に気密に融着する工程と、ガラスビーズ（２）から軸方向外側に延伸するガラス管（１）を除去する工程とを含む。
【００１２】
ガラス管（１）の一部を加熱し溶融して、ガラス管（１）に内側突起（１１ｂ）を形成すると、導入線（３）の導出部（３ｂ）の軸方向外側でガラス管（１）の内側突起（１１ｂ）を導入線（３）に部分的に容易に固定すると同時に、ガラス管（１）の内部と外部とを連通させる開口部（１１ａ）を導入線（３）の周方向に同時に形成することができる。ガラス管（１）内に片側支持状態で確実に電極組立体（１０）を仮止めした後にガラス管（１）を移動しても、ガラス管（１）内での電極組立体（１０）の遊動が阻止され、ガラス管（１）、ガラス管（１）内面の蛍光膜又は電極組立体（１０）の破損を回避することができる。また、ガラス管（１）をガラスビーズ（２）に固定する際に、電極組立体（１０）の導入線（３）を外部で把持して、ガラス管（１）に接触せずにガラス管（１）を所定の位置に保持できる。更に、ガラス管（１）の内側突起（１１ｂ）を導入線（３）に部分的に固定するので、ガラスビーズ（２）及びガラス管（１）の押圧によるひび割れを防止すると共に、部品数を増加させずにガラス管（１）内で電極組立体（１０）を仮止めできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による放電管の製法の実施の形態を図１〜図４について説明する。但し、図１〜図４では図５〜図７に示す箇所と実質的に同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００１４】
本実施の形態では、放電管を製造する際に、従来と同様に、まず、ガラス管（１）、電極組立体（１０）及び他の電極組立体（２０）を用意し、導入線（３）と、導入線（３）の先端部（３ａ）に固定された電極（５）と、導入線（３）に固定されたガラスビーズ（２）とを有する他の電極組立体（２０）をガラス管（１）の他端（１ｂ）に挿入し、他の電極組立体（２０）のガラスビーズ（２）にガラス管（１）の他端（１ｂ）を融着する。但し、本実施の形態では、導入線（３）の直径は、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍ、好ましくは、０．８ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲で、ニッケルで形成される。しかしながら、導入線（３）の直径の上限は例示に過ぎず、放電管及びガラス管（１）の大きさ等の条件により適宜設定される。従来の放電管では、直径が０．３ｍｍ程度のジュメット線が使用されるが、本実施の形態の放電管は、直径が０．５ｍｍ以上の比較的太い導入線（３）を使用するので、導入線（３）に十分な機械的剛性が付与され、ガラス管（１）の内側突起（１１ｂ）により良好にガラス管（１）と導入線（３）とを固定できる。
【００１５】
詳細に図示しないが、ガラスビーズ（２）に備えられた孔に導入線（３）を差し込んだ後、導入線（３）の先端部（３ａ）を電極（５）の外側底面に溶接し、導出部（３ｂ）をガラスビーズ（２）から突出させた状態にガラスビーズ（２）を導入線（３）に融着して導入線（３）にガラスビーズ（２）を固定して、電極組立体（１０，２０）が形成される。図示しないが、導入線（３）は、半田付け性に優れたニッケル製のガラスビーズからの導出部とガラス融着性に優れガラスビーズを固着するタングステン製の埋設部とを融着して形成してもよい。この場合、埋設部の径を導出部の径よりも小さくすることにより、埋設部と導出部との接合部分にこぶが形成されることが防止される。導出部の径（太さ）は、前述のとおり０．５ｍｍ以上にする。
【００１６】
他の電極組立体（２０）のガラスビーズ（２）とガラス管（１）の他端（１ｂ）とを融着することにより、ガラス管（１）の他端（１ｂ）は電極（５）を固定して封止される。次に、導入線（３）と、導入線（３）の先端部（３ａ）に固定された電極（５）と、導入線（３）の導出部（３ｂ）と電極（５）との間に固定されたガラスビーズ（２）とを有する電極組立体（１０）をガラス管（１）の一端（１ａ）からガラス管（１）内に挿入する。この際、電極組立体（１０）をガラス管（１）内に精度よく所定の位置に配置して電極（５）が正確に位置決めされ、最終的な製品の長さが決定される。
【００１７】
この後、図示しない支持装置により、ガラスビーズ（２）より軸方向外側に延伸する前記導入線（３）を固定位置に支持し、図１及び図２に示すように、ガラス管（１）の周方向に沿う略１８０度対向する角度位置で導入線（３）を包囲するガラス管（１）の一部を外から図示しないバーナーで加熱し溶融して、ガラス管（１）に溶融部（１１）を形成する。次に、ガラス管（１）の溶融部（１１）を押圧冶具により径方向内側に部分的に押圧して、複数の内側突起（１１ｂ）を形成する。続いて、ガラス管（１）の内部と外部とを連通させる開口部（１１ａ）を複数の内側突起（１１ｂ）の間で且つ導入線（３）の周方向に残して内側突起（１１ｂ）を導入線（３）に密着させ、導入線（３）の導出部（３ｂ）の軸方向外側でガラス管（１）の内側突起（１１ｂ）を導入線（３）に部分的に固定する。ガラス管（１）の開口部（１１ａ）は、押圧治具の形状及びガラス管（１）の溶融部（１１）への押圧力を適宜に調整して形成される。
【００１８】
また、ガラス管（１）の内側突起（１１ｂ）を導入線（３）に密着させるときに、押圧治具の押圧によりガラス管（１）が導入線（３）に食い込むようにしてもよい。このようにすれば、電極組立体（１０）の導入線（３）とガラス管（１）とがより強固に固定される。この場合、０．５ｍｍ以上の比較的太い直径で導入線（３）を形成すると、ガラス管（１）の内側突起（１１ｂ）を導入線（３）により食い込ませて強固に固定できる。
【００１９】
更には、電極組立体（１０）を形成する際に、図１及び図２に示すように、導入線（３）の所定の位置に凹部（３ｃ）を形成し、加熱と押圧により形成されるガラス管（１）の内側突起（１１ｂ）を導入線（３）の凹部（３ｃ）に当接させてもよい。ガラス管（１）の内側突起（１１ｂ）が導入線（３）に食い込み易くなり、電極組立体（１０）の導入線（３）とガラス管（１）とがより強固に固定される。導入線（３）に凹部（３ｃ）を形成すると、凹部（３ｃ）に内側突起（１１ｂ）を確実に溶着できる。
【００２０】
本実施の形態では、図２に示すように、ガラス管（１）に２つの山型の内側突起（１１ｂ）を形成するが、内側突起（１１ｂ）の数又は形状は適宜設定できる。また、ガラス管（１）の長さ方向に複数の内側突起（１１ｂ）を形成し、複数の内側突起（１１ｂ）を導入線（３）の複数箇所に固定してもよい。この後、電極組立体（１０）の導入線（３）とガラス管（１）との固定部をバーナーでアニール処理し、仮止め工程を終了する。
【００２１】
ガラス管（１）の一部を加熱し溶融して、ガラス管（１）に内側突起（１１ｂ）を形成すると、導入線（３）の導出部（３ｂ）の軸方向外側でガラス管（１）の内側突起（１１ｂ）を導入線（３）に部分的に容易に固定できると同時に、ガラス管（１）の内部と外部とを連通させる開口部（１１ａ）を導入線（３）の周方向に同時に形成できる。電極組立体（１０）をガラス管（１）内に片側支持状態で仮止めした後にガラス管（１）を移動すると、ガラス管（１）内での電極組立体（１０）の遊動を阻止し、ガラス管（１）、ガラス管（１）内面の蛍光膜又は電極組立体（１０）の破損を回避することができる。また、ガラス管（１）をガラスビーズ（２）に固定する際に、電極組立体（１０）の導入線（３）を外部で把持して、ガラス管（１）に接触せずにガラス管（１）を所定の位置に保持できる。
【００２２】
更に、ガラス管（１）と電極組立体（１０）とを仮止めする工程では、加熱されたガラス管（１）を押圧治具により導入線（３）に押圧して固定するので、ガラスビーズ（２）及びガラス管（１）の押圧によるひび割れを防止できる。また、ガラス管（１）の内側突起（１１ｂ）を導入線（３）に部分的に固定するので、完成後の放電管に本来無用であるホルダ等の部品を付加させずにガラス管（１）内で電極組立体（１０）を仮止めできる。よって、仮止めに使用する部品の製造又は取付け工程の付加及び材料コストの増加を防止できる。
【００２３】
次に、導入線（３）とガラス管（１）との間に形成された開口部（１１ａ）からガラス管（１）内に希ガスを含む放電用ガス（７）を供給する。それぞれ内側に向けてガラス管（１）の両端に同軸上に電極組立体（１０，２０）の電極（５）を配置し、ネオンガス、アルゴンガス及びキセノンガスの１種又は２種以上の希ガスをガラス管（１）内に充填する。その後、従来と同様に、高周波等の外部加熱によりガラス管（１）内に配置された水銀化合物を蒸発させて内部に放電用ガス（７）を拡散させるが、水銀蒸気を直接ガラス管（１）内に充填することも可能である。
【００２４】
続いて、ガラス管（１）を加熱してガラスビーズ（２）に気密に融着し、図示しない支持装置によりガラス管（１）を固定する。電極組立体（１０）をガラス管（１）に封止する工程では、ガラス管（１）を外部から押圧する押圧治具を使用せずに、ガラス管（１）の加熱のみによってガラス管（１）をガラスビーズ（２）に融着するので、ガラス管（１）やガラスビーズ（２）にひび割れが生じない。ガラスビーズ（２）から外側に延伸する導入線（３）の一部を切断すると共に、ガラスビーズ（２）から軸方向外側に延伸するガラス管（１）を除去し、導出部（３ｂ）をガラス管（１）から露出させる。放電用ガス（７）を充填したガラス管（１）とガラスビーズ（２）とを図示しない電気炉等の加熱装置により加熱して、ガラスビーズ（２）をガラス管（１）に融着することにより、ガラス管（１）を閉塞することができる。電極（５）及び導入線（３）の先端部（３ａ）は、ガラス管（１）内に封止され、導入線（３）の導出部（３ｂ）は、ガラス管（１）の外に導出される。最後に、図４に示すように、必要に応じて、導入線（３）の導出部（３ｂ）の外端を更に適当な長さに切断し、導入線（３）の導出部（３ｂ）に外部リードを半田付けして放電管が完成する。
【００２５】
本実施の形態による放電管の製法では、下記の作用効果を有する。
［１］  ガラス管（１）の内側突起（１１ｂ）を導入線（３）に固着して仮止めをするので、ガラス管（１）内での電極組立体（１０）の遊動を回避して、ガラスビーズ（２）、ガラス管（１）又は電極組立体（１０）の破損を防止できる。
［２］  電極組立体（１０）を確実に仮止めしたガラス管（１）の移動が可能となる。
［３］  加熱されたガラス管（１）を導入線（３）に押圧して固定するので、ガラスビーズ（２）及びガラス管（１）の押圧によるひび割れを防止できる。
［４］  部品数を増加させずに、ガラス管（１）と電極組立体（１０）との仮止めを行うことができる。
【００２６】
【発明の効果】
放電管の構成の増加及び仮止めの際のガラスビーズ又はガラス管の破損がなく電極組立体をガラス管内に確実に仮止めして、ガラス管内での電極組立体の遊動による不具合を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態により電極組立体を仮止めしたガラス管の部分断面図
【図２】図１のガラス管のＡ−Ａ線に沿う断面図
【図３】図１のガラス管に放電用ガスを充填した状態を示す断面図
【図４】ガラス管とガラスビーズとを融着して封止した状態を示す断面図
【図５】ガラス管の両端から電極組立体を挿入した状態を示す断面図
【図６】他の電極組立体をガラス管の他端に融着して封止した図５に示すガラス管の断面図
【図７】ガラス管内に電極組立体を仮止めする従来の方法を示すガラス管の部分断面図
【符号の説明】
（１）・・ガラス管、  （１ａ）・・一端、  （１ｂ）・・他端、  （２）・・ガラスビーズ、  （３）・・導入線、  （３ａ）・・先端部、  （３ｂ）・・導出部、  （５）・・電極、  （７）・・放電用ガス、  （１０）・・電極組立体、  （１１）・・溶融部、  （１１ａ）・・開口部、  （１１ｂ）・・内側突起、  （２０）・・他の電極組立体、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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