(57)【要約】【課題】フレア部の近傍のガラス管に生じる引張り歪を低減できる、ランプの製造方法を提供する。【解決手段】本発明のランプの製造方法は、フレアステム２と排気管３とを含む構造体４およびガラス管１を、其々その長手方向が重力の方向と略直交するように保持し、ガラス管１の端面とフレア部２ａの外表面とを接触させた状態でフレア部２ａとその近傍のガラス管１とをフレア部側から加熱しながら、加熱されたフレア部２ａをガラス管１の端面に押しつけて、ガラス管１とフレア部２ａとを接合する工程を含む。保持されたガラス管の上側半分を上部１ｃとし、下側半分を下部１ｄとしたとき、上記工程において、フレア部近傍のガラス管１の少なくとも上部１ｃを、ガラス管１に接しないように配置された遮蔽部材６により覆った状態で、フレア部２ａとその近傍のガラス管１とを加熱する。【選択図】  図１
2005276686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス管と、前記ガラス管の端部に固定されたフレア部を備えたフレアステムとを含むランプの製造方法であって、
前記フレアステムと排気管とを含む構造体および前記ガラス管を、其々その長手方向が重力の方向と略直交するように保持し、前記ガラス管の端面と前記フレア部の外表面とを接触させた状態で前記フレア部とその近傍の前記ガラス管とを前記フレア部側から加熱しながら、加熱された前記フレア部を前記ガラス管の端面に押しつけて、前記ガラス管と前記フレア部とを接合する工程を含み、
保持された前記ガラス管の上側半分を上部とし、下側半分を下部としたとき、
前記工程において、前記フレア部近傍の前記ガラス管の少なくとも前記上部を前記ガラス管に接しないように配置された遮蔽部材により覆った状態で、前記フレア部とその近傍の前記ガラス管とを加熱することを特徴とするランプの製造方法。
【請求項２】
前記工程において、ガラス管を上部側から見たときに前記フレアステムが見えないように前記遮蔽部材により前記ガラス管を覆った状態で、前記フレア部とその近傍の前記ガラス管とを加熱する請求項１に記載のランプの製造方法。
【請求項３】
前記工程において、前記フレア部近傍の前記ガラス管の全周を前記遮蔽部材により覆った状態で、前記フレア部とその近傍の前記ガラス管とを加熱する請求項１または２に記載のランプの製造方法。
【請求項４】
前記ガラス管は、ストレート部と、前記ストレート部の両端部に設けられ前記ストレート部よりも外径が小さい縮径部とを含み、
前記工程において、前記ストレート部の外表面と前記遮蔽部材の内面との距離が１ｍｍ以上２０ｍｍ以下である請求項１〜３のいずれかの項に記載のランプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、種々の放電ランプおよび電球等のランプの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のランプの製造方法では、ガラス管とフレアステムとを接合する方式として、垂直方式と水平方式とが知られている。垂直方式では、フレアステムに排気管が設けられた構造体とガラス管とを、其々その長手方向が重力と平行となるように保持する。水平方式では、ガラス管と上記構造体とを、其々その長手方向が重力の方向と略直交するように保持する。
【０００３】
特に近年では、高速生産に有利な水平方式が主流となっており、水平方式に用いられる接合装置も開示されている（例えば、特許文献１参照）。水平方式では、ガラス管の端面とフレアステムのフレア部の外表面とを接触させた状態で、フレア部とその近傍のガラス管とをフレア部側から加熱し、フレア部を軟化させる。ついで、バッティング用のプレートで軟化されたフレア部をガラス管の端部に押し付け、ガラス管とフレアステムとを接合する。加熱は、火炎噴出口が環状のバーナーにより行われる。火炎噴出口は、ガラス管の端面や、フレア部の内表面と向き合うように配置されており、炎は水平方向に向かって噴出される。
【特許文献１】特開２００２−２８９１３８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、上記の水平方式では、火炎噴出口が、ガラス管の端面やフレア部の内表面と対向して配置されているので、火炎噴出口から噴出された炎が気流等による影響により上方向へ揺らぐことがある。そのため、ガラス管とフレア部との接合部付近の雰囲気温度は不均一となり、フレア部近傍のガラス管の外表面の温度も不均一となる。その結果、フレア部近傍のガラス管に強い引張り歪みが残留することとなり、この引張り歪みが、後工程やランプ使用中においてガラス管が破損する原因となっていた。接合装置により保持されたガラス管の上側半分を上部とし、下側半分を下部としたとき、フレア部が接合されたガラス管のフレア部近傍のうちの、特に上部において、大きな引張り歪みが見られた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のランプの製造方法は、ガラス管と、前記ガラス管の端部に固定されたフレア部を備えたフレアステムとを含むランプの製造方法であって、前記フレアステムと排気管とを含む構造体および前記ガラス管を、其々その長手方向が重力の方向と略直交するように保持し、前記ガラス管の端面と前記フレア部の外表面とを接触させた状態で前記フレア部とその近傍の前記ガラス管とを前記フレア部側から加熱しながら、加熱された前記フレア部を前記ガラス管の端面に押しつけて、前記ガラス管と前記フレア部とを接合する工程を含み、保持された前記ガラス管の上側半分を上部とし、下側半分を下部としたとき、前記工程において、前記フレア部近傍の前記ガラス管の少なくとも前記上部を、前記ガラス管に接しないように配置された遮蔽部材により覆った状態で、前記フレア部とその近傍の前記ガラス管とを加熱することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明では、フレア部近傍のガラス管の少なくとも上部をガラス管に接しないように配置された遮蔽部材により覆った状態で、フレア部とその近傍のガラス管とを加熱するので、フレア部近傍のガラス管に生じる引張り歪を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明者は、ランプの製造方法において接合装置により保持されたガラス管の上側半分を上部とし、下側半分を下部としたとき、フレア部が接合されたガラス管のフレア部近傍のうちの、特に上部において、大きな引張り歪みが生じていることを発見した。この発見に基づき、本発明者は本発明のランプの製造方法に到達した。
【０００８】
次に、本発明のランプの製造方法の一例を、図１〜図４を用いて説明する。本実施の形態のランプの製造方法では、例えば、図１に示すような接合装置を用いる。
【０００９】
図１に示すように、接合装置は、ガラス管１を保持するための第１の保持部８と、構造体４を保持するための第２の保持部９と、火炎噴出口７ａの形状が環状のバーナー７と、環状の押圧部５と、押圧部５を水平方向１２に進退させ得る駆動部１０とを備えている。第２の保持部９は、構造体４の排気管３が挿入可能な内腔を有し、この内腔内に排気管３が挿入されることで、第２の保持部９は構造体４を保持できる。駆動部１０としては、例えば、エアーシリンダー等が挙げられる。
【００１０】
また、接合装置では、第２の保持部９を中心として第２の保持部９の外側に、バーナー７と押圧部５とがこの順で配置されている。
【００１１】
尚、構造体４はフレアステム２と排気管３とを含み、フレアステム２はリード線１３を支持した支持部２ｂとフレア部２ａとを有する。
【００１２】
押圧部５のバーナー７側の端面５ａと、この端面５ａと対向したバーナー７の外表面７ｂ間の距離Ｌ１は、例えば、０．５ｍｍである。上記Ｌ１を、例えば、０．５ｍｍとすることにより、火炎噴出口７ａの周囲に空気が供給され易く、酸素不足となることが抑制される。
【００１３】
さらに、接合装置は、円筒形状をした遮蔽部材６を備えている。遮蔽部材６の内径は、ガラス管１のストレート部１ａの外径よりも大きい。遮蔽部材６は、例えば、押圧部５と一体化しており、第２の保持部９によって構造体４が保持されたときに、押圧部５のフレア部２ａと対向する面側に設けられている。
【００１４】
前記遮蔽部材６の長手方向の長さＬ４は、例えば、押圧部５の移動距離Ｌ２と、フレアステム２の長手方向の長さＬ３との和と等しいか、それより長いことが好ましい。Ｌ４がＬ２とＬ３との和と等しいか、それよりも長いと、フレア部２ａとガラス管１の端面とが接した状態で、押圧部５が移動範囲内のいずれの箇所に配置されても、フレアステム２が見えないように遮蔽部材６でガラス管１を覆うことができる。
【００１５】
遮蔽部材６の内径は、例えば、遮蔽部材６の内径の半分と、ガラス管１のストレート部１ａの外径の半分との差が、１ｍｍ以上２０ｍｍ以下となるように設定するとよい。
【００１６】
図１に示すように、本実施の形態のランプの製造方法では、例えば、直管蛍光灯用のガラス管１を、その長手方向が重力の方向と略直交するように第１の保持部８で保持する。ガラス管１は、ストレート部１ａと、ストレート部１ａの両端部に設けられストレート部１ａよりも外径が小さい縮径部１ｂとを含むが、ストレート部１ａを第１の保持部８で把持する。一方、構造体４を第２の保持部９の内腔内に挿入して、構造体４の長手方向が重力の方向と略直交するように構造体４を第２の保持部９で保持する。
【００１７】
次に、図２に示すように、フレア部２ａの外表面とガラス管１の端面とを接触させるように、フレアステム２をガラス管１の内部に挿入する。続いて、火炎噴出口７ａから炎１１を噴出させて、フレア部２ａが軟化するまで、フレア部２ａとその近傍のガラス管１とを加熱する。この際、押圧部５は、加熱の妨げとならないように、フレア部２ａから離れた位置に待機させておく。ただし、フレア部２ａとその近傍のガラス管１は、ガラス管１に接しないように配置された遮蔽部材６により覆われた状態で加熱される。
【００１８】
尚、本実施の形態のランプの製造方法では、フレア部２ａ近傍のガラス管１の全周を遮蔽部材６により覆った状態で、フレア部２ａとその近傍のガラス管１とを加熱するので、火炎噴出口７ａの周辺の酸素が不足しないように酸素の供給量を調整することが望ましい。
【００１９】
次に、図３に示すように、駆動部１０を駆動させて押圧部５をフレア部２ａ側に移動させ、押圧部５で加熱されたフレア部２ａをガラス管１に押しつけ、フレア部２ａとガラス管１とを接合する。押圧部５による押圧は、複数回、一定の時間間隔をおいて行うとよい。押圧部５による押圧は、フレア部２ａとその近傍のガラス管１とを加熱しながら行う。
【００２０】
このように、ガラス管１に接しないように配置された遮蔽部材６でフレア部２ａ近傍のガラス管１を覆い、その状態で、フレア部２ａとその近傍のガラス管１とを、フレア部２ａ側からバーナー７で加熱すれば、火炎噴出口７ａから噴出された炎１１は、遮蔽部材６とガラス管１との間の空間に存在することとなる。そのため、炎１１が気流等による影響により上方向に揺らぐことが抑制され、フレア部２ａ近傍のガラス管１の周囲の温度の均一性が高まり、上記ガラス管の外表面の温度分布の均一性も高まる。その結果、ガラス管１の引張り歪みを低減できる。
【００２１】
特に、図１〜図３を用いて説明した例では、フレア部２ａ近傍のガラス管１の全周を遮蔽部材６により覆うため、フレア部２ａ近傍のガラス管１の周囲の雰囲気温度の均一性は高く、上記ガラス管の外表面の温度分布の均一性も高い。その結果、ガラス管１の引張り歪みを効果的に低減できる。
【００２２】
また、本実施の形態のランプの製造方法では、図２に示すように、ガラス管１を上部１ｃ側から見たときに、フレアステム２が見えないように遮蔽部材６によりフレア部２ａ近傍のガラス管１を覆った状態で、フレア部２ａとその近傍のガラス管１とを加熱することが好ましい。ガラス管上部１ｃ、特に、ガラス管上部１ｃのうちのフレアステム２の直上の部分に、程度の大きい引張り歪が生じ易い。したがって、フレアステム２が見えないように遮蔽部材６によりガラス管１を覆った状態で、フレア部２ａとその近傍のガラス管１とをフレア部２ａ側から加熱すれば、ガラス管１の引張り歪みをより効果的に低減できる。尚、保持されたガラス管１の上側半分を上部１ｃとし、下側半分を下部１ｄとする。
【００２３】
図３に示すように、ガラス管１のストレート部の外表面と遮蔽部材６の内面との距離Ｌ５は、ストレート部の直線性や、第１の保持部や第２の保持部の保持精度によって異なるが、通常、１ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。上記距離Ｌ５が短すぎると、遮蔽部材６にガラス管１が接触して破損する恐れがあり、距離Ｌ５が長すぎると、ガラス管の周囲の温度の均一性を十分に高めることができない。上記距離Ｌ５が１ｍｍ以上２０ｍｍ以下であれば、遮蔽部材６とガラス管１とを接触させることなく、上記温度の均一性を十分に高めることができる。
【００２４】
尚、図１〜図３を用いて説明した例では、円筒状の遮蔽部材６により、フレア部２ａ近傍のガラス管１の全周を覆っているが、必ずしもこれに制限されない。引張り歪みは、特にガラス管の上部１ｃ、さらには、ガラス管上部１ｃのうちのフレアステム２の直上の領域に顕著に見られる（図２参照）。したがって、図４に示すように、保持されたガラス管１の上側半分を上部１ｃとし、下側半分を下部１ｄすると、フレア部２近傍のガラス管１の上部１ｃのみを遮蔽部材６により覆った状態でフレア部とその近傍のガラス管１とを加熱しても、ガラス管１に生じる引張り歪みを低減できる。尚、図４は、図２のＡ−Ａ'断面図であるが、ガラス管１の内部に配置されたフレアステム等は省略している。
【００２５】
本実施の形態のランプの製造方法において、フレア部２ａとガラス管１とを接合した後の工程は従来と同様である。例えば、フレア部が接合されたガラス管１を、移送装置によって排気装置に移し、ガラス管１内の排気および洗浄を行った後、封入ガス（希ガス）と少量の水銀とをガラス管１内に充填する。ついで、排気管を封止し、排気管を切断する。
【００２６】
以下に、実施例により本発明のランプの製造方法の一例を、図１〜図４を参照しながらより具体的に説明する。ただし、下記の実施例および比較例では、フレアステムのフレア部とガラス管を接合した後の製造工程については略している。
【実施例１】
【００２７】
ソーダ石灰を主成分とする直管蛍光灯用ガラス管１と、フレアステム２と排気管３とを含み鉛ガラスからなる構造体４とを用意した。ガラス管１のストレート部１ａの外径は２８ｍｍ、内径は２６．４ｍｍである。構造体４を構成するフレアステム２の長手方向の長さＬ３は２０ｍｍである。続いて、ガラス管１を、その長手方向が重力の方向と略直交するように第１の保持部８で保持し、構造体４を、その長手方向が重力の方向と略直交するように第２の保持部９で保持した（図１参照）。
【００２８】
次に、構造体４のフレアステム２をガラス管１内に挿入して、ガラス管１の収縮部の端面とフレアステム２のフレア部２ａの外表面とを接触させた。この状態で、フレア部２ａおよびその近傍のガラス管１の全周を円筒状の遮蔽部材６で覆い、フレア部２ａ側から、フレア部２ａとその近傍のガラス管１とをバーナー７で加熱し、フレア部２ａを軟化させた（図２参照）。バーナー７には、燃料ガスと空気と酸素（空気中に含まれる酸素とは別の酸素）とからなる混合気体を供給し、その混合比は、燃料ガス：空気：酸素＝４：３：０．５程度とした。
【００２９】
尚、遮蔽部材６はステンレス製であり、内径は３６ｍｍであるので、長さＬ５は４ｍｍとなる（図３参照）。また、遮蔽部材６の長手方向の長さＬ４は２５ｍｍであり、押圧部５の端面５ａとこの端面５ａと対向したバーナー７の外表面７ｂとの間の距離Ｌ１は、０．５ｍｍとした（図１参照）。
【００３０】
続いて、フレア部２ａとその近傍のガラス管１とを加熱しながら、軟化されたフレア部２ａを押圧部５でガラス管１の端面に押しつけ、ガラス管１とフレア部２ａとを接合した。押圧部５による押圧力は複数回（例えば３回）行った（図３参照）。その後、さらに、フレア部２ａとその近傍のガラス管１とを加熱した。尚、押圧部５の移動距離Ｌ２は５ｍｍとした。
【実施例２】
【００３１】
実施例１において用いた遮蔽部材６に代えて、図４に示した遮蔽部材６を用いて、ガラス管の上部１ｃを覆いながら、フレア部２ａとその近傍のガラス管１とを加熱した（図２参照）。以上のこと以外は実施例１と同様にして、フレア部２とガラス管１とを接合した。
（比較例）
【００３２】
ガラス管を遮蔽部材で覆わずに、フレア部とその近傍のガラス管とを加熱したこと以外は実施例１と同様にしてフレア部２とガラス管１とを接合した。
【００３３】
次に、実施例１、２および比較例で得られた、フレアステムが接合されたガラス管１について、引張り歪みの最大値を測定した。引張り歪みの測定には、神港精機株式会社製「ポーラリメータＳＦII」を用いた。尚、引張り歪みの単位は角度であり、角度が大きいほど歪みの程度が大きいことを意味する。
【００３４】
引張り歪みを測定した結果、実施例１、２および比較例のいずれも、ガラス管の上部に最も大きな引張り歪みが見られ、その歪みは、実施例１では２０°、実施例２では２８°、比較例では３３°であった。この結果から、実施例１、２では比較例よりもフレア部近傍のガラス管に生じる引張り歪が低減されていることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明のランプの製造方法は、フレア部の近傍のガラス管に生じる引張り歪を低減きるので、ランプの製造方法として有用である。本実施の形態のランプの製造方法は、直管蛍光灯、丸型蛍光灯、互いに平行に配置された複数のガラス管をブリッジで繋いだ蛍光灯等に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のランプの製造方法の一工程を説明する部分断面図
【図２】本発明のランプの製造方法の一工程を説明する部分断面図
【図３】本発明のランプの製造方法の一工程を説明する部分断面図
【図４】図２のＡ−Ａ'断面図
【符号の説明】
【００３７】
１    ガラス管
１ａ  ストレート部
１ｂ  縮径部
１ｃ  上部
１ｄ  下部
２    フレアステム
２ａ  フレア部
３    排気管
４    構造体
５    押圧部
６    遮蔽部材
７    バーナー
７ａ  火炎噴出口
８    第１の保持部
９    第２の保持部
１０  駆動部
【図１】
2005276686.tif 000003
【図２】
2005276686.tif 000004
【図３】
2005276686.tif 000005
【図４】
2005276686.tif 000006