(57)【要約】【課題】ランプの製造に際して、装置の複雑化を抑制できるランプ製造用管加工装置、及び、ランプ製造装置を提供する。【解決手段】管加工装置６は、複数のガラス管１１を内部に保持可能な石英製の搬送管７と、該搬送管７を回転させつつ、搬送するための回転搬送手段８と、搬送中の搬送管７を加熱するための加熱手段９とを備えている。回転搬送手段８には、スプロケット１６と、該スプロケット１６を回転可能に保持するためのホルダ１８と、該ホルダ１８が固定され、所定経路を巡回移動するコンベア１９と、該コンベア１９の所定の範囲に沿って、スプロケット１６を回転させるための回転機構２０とが設けられている。搬送管７は、スプロケット１６の孔に通されることで支持され、スプロケット１６の回転に伴って回転させられるようになっている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランプを形成するためのガラス管を加工するための管加工装置であって、
前記ガラス管を内部に収容可能な搬送管と、
前記搬送管を回転させつつ、搬送するための回転搬送手段と、
前記搬送管を加熱するための加熱手段とを備え、
前記回転搬送手段は、前記搬送管の直径よりも大きな孔を具備し、該孔に前記搬送管を通して支持するための搬送管支持部と、
前記搬送管支持部を相対回転可能に保持するためのホルダと、
前記ホルダを巡回移動させるためのコンベアと、
前記搬送管支持部を前記ホルダに対し相対回転させるための回転機構とを有することを特徴とする管加工装置。
【請求項２】
ランプを形成するためのガラス管を加工するための管加工装置であって、
前記ガラス管を内部に収容可能な複数の搬送管と、
前記搬送管を回転させつつ、略水平に搬送するための回転搬送手段と、
前記搬送管を加熱するための加熱手段とを備え、
前記回転搬送手段は、孔を具備し、該孔に前記搬送管を通すことで、前記搬送管を下面側から支持するための搬送管支持部と、
前記搬送管支持部を相対回転可能に保持するためのホルダと、
前記ホルダが固定され、所定経路を巡回移動するコンベアと、
前記搬送管支持部を前記ホルダに対し相対回転させるための回転機構とを有することを特徴とする管加工装置。
【請求項３】
前記搬送管は、石英からなることを特徴とする請求項１または２に記載の管加工装置。
【請求項４】
前記搬送管は、その内部に複数本のガラス管を収容可能であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の管加工装置。
【請求項５】
前記搬送管支持部は、スプロケットから成り、
前記回転機構は、少なくとも所定の区間に到達した前記スプロケットの歯を係合させつつ、所定経路を巡回移動するとともに、
前記コンベアの移動に関連して移動可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の管加工装置。
【請求項６】
前記加熱手段は、少なくとも赤外線による輻射熱を供給可能であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の管加工装置。
【請求項７】
前記コンベアによって搬送される前記搬送管の端縁の移動軌跡に沿って、ガイドを設けたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の管加工装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の管加工装置を備えてなるランプ製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷陰極放電灯等に代表される蛍光皮膜を備えたランプの製造用の管加工装置、及び、ランプ製造装置を含む技術分野に属するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば液晶表示装置等のバックライト用光源として、冷陰極放電灯（ＣＣＦＬ）が一般的に使用される。かかる放電灯は、細長いガラス管の内壁面の所定部位に蛍光皮膜が形成されている。
【０００３】
蛍光被膜は、ガラス管内壁面に塗布された塗膜層が焼成されることで、形成される。前記塗膜層を焼成するための焼成装置においては、まず、搬送管内に、塗膜層の形成されたガラス管が１本ずつ挿入される。次に、ガラス管の挿入された搬送管が、複数の回転ローラを略水平に並べた搬送装置に供給される。回転ローラが回転することによって、搬送管は、回転ローラの上を回転させられつつ、搬送されることとなる。この搬送の際に、搬送管が高温装置内を通過させられることで、ガラス管が加熱され、塗膜層が焼成される。そして、搬送管が搬送装置から取出された後に、ガラス管が搬送管内から取出される（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−３４８６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記焼成装置では、搬送管が、搬送装置に対して、独立した構成となっている。このため、搬送管を搬送装置に供給したり、取出したり、さらに、取出した搬送管を再利用するため供給側へと移動させたりする必要がある。前記搬送管の供給、取出し、移動のための装置を設けることで、焼成装置全体として、非常に複雑な構造となってしまうおそれがある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ランプの製造に際して、装置の複雑化を抑制できるランプ製造用管加工装置、及び、ランプ製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記目的等を解決するのに適した各手段につき項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する手段に特有の作用効果等を付記する。
【０００７】
手段１．ランプを形成するためのガラス管を加工するための管加工装置であって、前記ガラス管を内部に収容可能な搬送管と、前記搬送管を回転させつつ、搬送するための回転搬送手段と、前記搬送管を加熱するための加熱手段とを備え、前記回転搬送手段は、前記搬送管の直径よりも大きな孔を具備し、該孔に前記搬送管を通して支持するための搬送管支持部と、前記搬送管支持部を相対回転可能に保持するためのホルダと、前記ホルダを巡回移動させるためのコンベアと、前記搬送管支持部を前記ホルダに対し相対回転させるための回転機構とを有することを特徴とする管加工装置。
【０００８】
上記手段１によれば、ランプを形成するためのガラス管の加工、例えば、塗膜層の焼成やガラス管の反りの矯正等に際し、管加工装置が用いられる。管加工装置では、ガラス管が搬送管の内部に収容され、搬送管は、回転搬送手段に設けられた搬送管支持部の孔に通して支持される。また、搬送管支持部は、ホルダによって保持されており、コンベアによってホルダと共に巡回移動させられる。ひいては、搬送管も、搬送管支持部と共に巡回移動させられる。このため、搬送管が回転搬送手段から取り外されることなく、自動的に循環させられることとなる。従って、搬送管を回転搬送手段にセットしたり、回収したりするための別途の装置を必要としない。その結果、管加工装置の複雑化を抑制できる。さらに、前記巡回移動中に、加熱手段によって、搬送管が加熱されることで、ガラス管も加熱される。また、該加熱の際に、回転機構によって、搬送管支持部がホルダに対して相対回転させられる。この搬送管支持部の回転に伴って、搬送管が回転させられる。このため、搬送管の回転に伴って、ガラス管を回転させることができ、ガラス管の周方向に均等に加熱することができる。そのうえ、搬送管によって、ガラス管の長手方向全体が均等に支持されている。従って、加熱によるガラス管の反りや歪み等の発生を抑制できる。また、当該加熱以前に発生してしまったガラス管の反りや歪み等を、矯正させることもできる。併せて、搬送管は、その直径よりも大きい孔に通されている。このため、搬送管は、搬送管支持部に固定されず、搬送管の長手方向にフリーな状態となる。例えば、搬送管が搬送管支持部に固定されている場合には、加熱時に生じる搬送管自体の伸びや膨張等によって、搬送管に撓みや歪みが生じ、その結果、搬送管の歪みや撓みに沿って、ガラス管の歪みや撓みが発生するといった不具合を生じるおそれがある。この点、手段１では、搬送管の伸びや膨張が規制されないため、搬送管の歪みや撓み、ひいては、ガラス管の歪みや撓みといった不具合を抑制することができる。
【０００９】
手段２．ランプを形成するためのガラス管を加工するための管加工装置であって、前記ガラス管を内部に収容可能な複数の搬送管と、前記搬送管を回転させつつ、略水平に搬送するための回転搬送手段と、前記搬送管を加熱するための加熱手段とを備え、前記回転搬送手段は、孔を具備し、該孔に前記搬送管を通すことで、前記搬送管を下面側から支持するための搬送管支持部と、前記搬送管支持部を相対回転可能に保持するためのホルダと、前記ホルダが固定され、所定経路を巡回移動するコンベアと、前記搬送管支持部を前記ホルダに対し相対回転させるための回転機構とを有することを特徴とする管加工装置。
【００１０】
上記手段２によれば、基本的には、上記手段１と同様の作用効果が奏される。
【００１１】
手段３．前記搬送管は、石英からなることを特徴とする手段１または２に記載の管加工装置。
【００１２】
上記手段３によれば、搬送管が石英からなる。このため、搬送管とガラス管とは、材質が類似しており、硬度も近似している。従って、搬送管とガラス管とは、お互いを傷つけにくく、傷によるガラス管の製造不良の抑制を図ることができる。
【００１３】
手段４．前記搬送管は、その内部に複数本のガラス管を収容可能であることを特徴とする手段１乃至３のいずれかに記載の管加工装置。
【００１４】
上記手段４によれば、搬送管の内部には、複数本のガラス管を収容できる。このため、多くのガラス管を効率よく、加熱しつつ搬送させることができる。加えて、同一の搬送管内に挿入されたガラス管同士が、長手方向全体をお互いに支持し合うこととなる。このため、ガラス管の反りや歪み等の発生を一層抑制できる。
【００１５】
手段５．前記搬送管支持部は、スプロケットから成り、前記回転機構は、少なくとも所定の区間に到達した前記スプロケットの歯を係合させつつ、所定経路を巡回移動可するとともに、前記コンベアの移動に関連して移動可能に構成されていることを特徴とする手段１乃至４のいずれかに記載の管加工装置。
【００１６】
上記手段５によれば、回転機構が所定経路を巡回移動する際に、搬送管支持部を構成するスプロケットの歯が、回転機構に係合させられる。そして、コンベアと回転機構との相対移動速度に応じて、スプロケットが回転させられる。また、コンベアに関連させて、回転機構を移動可能となっているため、前記相対移動速度を制御できる。従って、スプロケットの回転速度や、連続回転または間欠回転といった回転制御が可能となる。
【００１７】
手段６．前記加熱手段は、少なくとも赤外線による輻射熱を供給可能であることを特徴とする手段１乃至５のいずれかに記載の管加工装置。
【００１８】
ガラス管は、加熱手段によって加熱された搬送管からの伝達熱により、加熱される。また、上記手段６によれば、加熱手段によって、赤外線による輻射熱が供給される。このため、搬送管が石英等の赤外線を透過させる材質からなる場合には、前記伝達熱に加え、加熱手段からの輻射熱によってもガラス管が加熱される。従って、ガラス管の加熱効率の向上を図ることができる。
【００１９】
手段７．前記コンベアによって搬送される前記搬送管の端縁の移動軌跡に沿って、ガイドを設けたことを特徴とする手段１乃至６のいずれかに記載の管加工装置。
【００２０】
上記手段７によれば、コンベアによって搬送される前記搬送管の端縁の移動軌跡に沿って、ガイドが設けられている。搬送管は、上述したようにフリーな状態であるため、孔から抜け落ちてしまうことが懸念される。手段７では、ガイドの存在により、前記搬送管の抜け落ち等の防止を図ることができる。
【００２１】
手段８．手段１乃至７のいずれかに記載の管加工装置を備えてなるランプ製造装置。
【００２２】
上記手段８のように、ランプ製造装置に、上記管加工装置を備える構成とすることで、ランプ製造装置の構成の複雑化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図２に示すように、本実施形態におけるランプを構成する冷陰極放電灯１は、ガラス管よりなるバルブ部２と、バルブ部２の両端において封止状態で設けられた電極マウント３とを備えている。バルブ部２の内壁面には、蛍光皮膜４が設けられているとともに、バルブ部２内部には不活性ガスと水銀蒸気とが封入されている。また、バルブ部２は、かなり細長いものであり、例えば、外径が３ｍｍから４ｍｍ程度であって、長さが９００ｍｍから１３００ｍｍ程度に構成されている。もちろん、上記数値範囲を逸脱したものであってもよい。
【００２４】
かかる冷陰極放電灯１は、所定のランプ製造装置が用いられることにより、次のようにして製造される。すなわち、まず、ガラス管の内壁面の所定部位に、成分として蛍光体を含む塗膜層を形成する。そして、塗膜層を焼成することによって、蛍光皮膜４が形成される。蛍光皮膜４が形成されたガラス管の長手方向に沿った２カ所に縮径部をそれぞれ形成する。次に、ガラス管のうち一方の端部に電極マウント３を位置決めした上で封止する。続いて、他方の端部から別のマウント３及び水銀合金部材を挿入し、一方の縮径部に別のマウント３を仮止めし、さらに他方の縮径部（他方の端部側に位置する縮径部）に水銀合金部材を仮止めする。その後、ガラス管内を一旦脱気し、不活性ガスを導入し、さらに加熱によりガラス管内に水銀蒸気を放出せしめる。そして、前記仮止めされていた別のマウント３が封止され、バルブ部２が形成される。このように、一連の工程を経ることによって、前記冷陰極放電灯１が得られる。
【００２５】
さて、上記各種の工程のための各種装置（例えば、塗膜層形成装置、縮径部形成装置、封止装置、挿入・仮止め装置、脱気・不活性ガス導入装置、加熱装置等）からなる図示しない製造装置を用いて冷陰極放電灯１を得るに際し、塗膜層の焼成工程においては、本実施形態の特徴であるランプ製造用管加工装置６が用いられる。
【００２６】
図１に示すように、管加工装置６は、石英からなる複数の搬送管７と、該搬送管７を回転させつつ搬送させるための回転搬送手段８と、搬送中の搬送管７を加熱するべく、例えば赤外線を照射可能な上下一対のヒータパネルからなる加熱手段９と、加熱中の搬送管７にエアを吹き込むためのエア供給手段１０と、搬送管７内にガラス管１１を挿入するための挿入手段（図示略）と、加熱後のガラス管１１を取り出すための取出手段（図示略）とを備えている。
【００２７】
図３，４に示すように、前記回転搬送手段８は、複数の搬送管支持部としてのスプロケット１６を具備しており、該スプロケット１６は、ベアリング１７を有するホルダ１８によって、回転可能に保持されている。該ホルダ１８は、所定の経路に従って巡回移動するチェーン構造のコンベア１９に固定されている。本実施形態では、コンベア１９は、間欠移動させられるようになっている。また、コンベア１９の所定の範囲に沿って、スプロケット１６を回転させるための回転機構２０が設けられている。回転機構２０は、コンベア１９と同様にチェーン構造をなしており、所定の経路を巡回移動可能であるとともに、スプロケット１６の歯Ｔが係合されるようになっている。そして、コンベア１９と回転機構２０との相対移動速度に差を生じさせることで、スプロケット１６が自身に設けられた孔Ｈを中心に回転するようになっている。
【００２８】
さらに、前記スプロケット１６は一対ずつ向き合うように配置されており、各搬送管７の両端部がそれぞれスプロケット１６の孔Ｈに挿入されている。これにより、搬送管７は略水平に保持されるとともに、コンベア１９の移動に伴って搬送されるようになっている。なお、スプロケット１６の孔Ｈの内径は、搬送管７の外径よりも若干大きく形成されており、搬送管７は、スプロケット１６に対して固定されておらず、フリーな状態となっている。ただし、前記コンベア１９によって搬送される搬送管７の端縁の移動軌跡に沿って、レール状のガイド２１が設けられており、該ガイド２１によって、搬送管７のスプロケット１６からの抜け落ちが防止されるようになっている。
【００２９】
加えて、前記エア供給手段１０は、出没可能なノズル２２を具備している。エア供給手段１０は、加熱中の搬送管７に対して、その一端側に向けてノズル２２を突出させて、内部にノズル２２の先端を差し込み、ノズル２２からエアを送出可能になっている。
【００３０】
ここで、管加工装置６における塗膜層の焼成手順及びその作用効果について説明する。まず、コンベア１９によって間欠移動させられ、所定の位置に停止させられた搬送管７の内部に、挿入手段によって、塗膜層の形成された複数本（例えば、３〜６本）のガラス管１１が挿入される。ガラス管１１の挿入された搬送管７は、さらに、間欠移動されつつ、加熱手段９の方へと搬送される。
【００３１】
この搬送の間に、スプロケット１６が、回転機構２０の設置された位置へと到達させられる。本実施形態では、回転機構２０は、コンベア１９とは逆方向に、連続的に移動させられている。このため、スプロケット１６は、コンベア１９の移動中だけでなく、停止中も、回転機構２０によって、連続的に回転させられる。このとき、スプロケット１６の回転に伴って、孔Ｈに保持されている搬送管７も回転させられる。さらには、搬送管７内に挿入されている複数本のガラス管１１も、回転させられることとなる。
【００３２】
スプロケット１６が回転させられた状態で、搬送管７は加熱手段９間を間欠移動させられる。加熱手段９間においては、ガラス管１１は、回転させられつつ、搬送管７からの伝導熱と、加熱手段９からの赤外線による輻射熱とによって加熱される。また、コンベア１９の停止時には、エア供給手段１０のノズル２２が加熱中の搬送管７内に差し込まれ、エアが供給される。これにより、ガラス管１１内の塗膜層が焼成され、蛍光被膜４が形成される。
【００３３】
さらに、コンベア１９によって、搬送管７は間欠移動させられ、加熱手段９内を通過し終えると、回転機構２０からスプロケット１６が離間し、搬送管７の回転が停止させられる。そして、コンベア１９の停止中に、取出手段によって加熱手段９を経た搬送管７から、蛍光被膜４の形成されたガラス管１１が取出される。  
【００３４】
以上詳述したように、本実施形態では、搬送管７が回転搬送手段８から取り外されることなく、自動的に循環させられるため、搬送管７をガラス管１１挿入位置にセットしたり、ガラス管１１取出し後の搬送管７を回収したりするための別途の装置を必要としない。従って、管加工装置６の複雑化を抑制できる。
【００３５】
また、ガラス管１１は、加熱時には、回転させられて周方向に均等に加熱されると共に、搬送管７によって、長手方向全体が均等に支持されている。このため、ガラス管１１の反りや歪み等の発生を抑制できる。加えて、加熱以前に発生してしまったガラス管１１の反りや歪み等を、当該加熱に際し矯正させることもできる。
【００３６】
さらに、搬送管７はスプロケット１６の孔Ｈに通されて、フリーな状態で保持されている。例えば、搬送管７がスプロケット１６に固定されている場合には、加熱時に生じる搬送管７自体の伸びや膨張等によって、図５のように撓みや歪みが生じおそれがある。その結果、搬送管７の歪みや撓みに沿って、ガラス管１１の歪みや撓みが発生するといった不具合を生じるおそれがある。この点、本実施形態では、搬送管７の伸びや膨張が規制されないため、搬送管７の歪みや撓み、ひいては、ガラス管１１の歪みや撓みといった不具合を抑制することができる。
【００３７】
併せて、１つの搬送管７内に複数本のガラス管１１を収容可能になっている。このため、多くのガラス管１１を効率よく、焼成させることができる。そのうえ、同一の搬送管７内に挿入されたガラス管１１同士が、長手方向全体をお互いに支持し合う。このため、ガラス管１１の反りや歪み等の発生を一層抑制できる。
【００３８】
また、搬送管７は、赤外線を透過可能であるため、加熱時には、搬送管７からの伝導熱と加熱手段９からの赤外線による輻射熱とによって、ガラス管１１を加熱することができる。このため、赤外線を遮断するような材質の管を採用するよりも、加熱効率を向上させることができる。
【００３９】
さらに、搬送管７が石英からなる。このため、搬送管７とガラス管１１とは、材質が類似しており、硬度も近似している。従って、搬送管７とガラス管１１とは、お互いを傷つけにくく、傷によるガラス管１１の製造不良の抑制を図ることができる。
【００４０】
以上説明した実施形態において、例えば、次のように構成の一部を適宜変更して実施することも可能である。勿論、以下において例示しない他の変更例も当然可能である。
【００４１】
（ａ）上記実施形態では、管加工装置６を、塗膜層の焼成工程に適用しているが、冷陰極放電灯１等に代表されるランプ製造工程のうち脱気工程後のガラス管１１の反り修正工程にも適用できる。なお、脱気工程では、効率よく脱気させるために、加熱炉によってガラス管１１が加熱される。ここで、加熱されたガラス管１１が加熱炉から出される際に、加熱炉に向かって吹き込む風によって、反ってしまう場合がある。脱気されたガラス管１１に対して、管加工装置６を用いて、上記焼成工程と同様の手順を経ることで、反りを修正させることができる。但し、この場合、エア供給手段１０によるエアの供給を実施しなくても差し支えない。また、管加工装置６を反り修正の専用に用いる場合には、エア供給手段１０を省略してもよい。
【００４２】
（ｂ）また、管加工装置６は、ランプ製造だけでなく、勿論、別の用途のガラス管の反りを修正するためや、ガラス管の加熱をするための装置としても適用できる。
【００４３】
（ｃ）上記実施形態では、コンベア１９が間欠移動し、回転機構２０がコンベア１９と逆方向に連続移動するようになっているが、コンベア１９が連続移動してもよいし、回転機構２０が間欠移動してもよく、連続移動、間欠移動を適宜組み合わせても差し支えない。例えば、回転機構２０の作動をコンベア１９の間欠移動に同期させて、コンベア１９の移動時に停止させ、コンベア１９の停止時に移動させるようにしてもよい。また、コンベア１９と回転機構２０との相対移動速度に差があれば、スプロケット１６を回転させることができるため、回転機構２０の移動方向がコンベア１９と同方向であってもよい。
【００４４】
（ｄ）コンベア１９及び回転機構２０はチェーン構造に限定されず、例えば、ベルト状であってもよい。
【００４５】
（ｅ）搬送管７は、少なくとも熱をガラス管に伝達できればよく、石英以外の材質であっても差し支えない。例えば、金属製であってもよい。
【００４６】
（ｆ）上記実施形態では、１つの搬送管７に複数のガラス管１１を挿入しているが、１本ずつ挿入するようにしてもよい。
【００４７】
（ｇ）上記実施形態では、ガイド２１が、搬送管７の移動経路全体に渡って設けられているが、ガイド２１を部分的に設けるようにしてもよい。例えば、搬送管７の加熱される区間や、ガラス管１１の挿入されている区間、回転機構２０によって回転される区間等に対応した部分のみでも差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】一実施形態における管加工装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】冷陰極放電灯の構成を示す部分断面図である。
【図３】主に回転搬送手段の構成を説明するための部分断面図である。
【図４】管加工装置の概略構成を示す正面図である。
【図５】回転搬送手段に搬送管が固定されている場合の加熱時の状態を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…ランプを構成する冷陰極放電灯、６…管加工装置、７…搬送管、８…回転搬送手段、９…加熱手段、１１…ガラス管、１６…搬送管支持部としてのスプロケット、１８…ホルダ、１９…コンベア、２０…回転機構、Ｔ…歯、Ｈ…孔。
【図１】
2005243374.tif 000003
【図２】
2005243374.tif 000004
【図３】
2005243374.tif 000005
【図４】
2005243374.tif 000006
【図５】
2005243374.tif 000007