(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
別のガラス管に結合するためのガラス管を処理するための方法であって、
（ａ）ガラス管（１０）の一方の開放した端部に、該開放した端部を閉鎖する半球状物（１２）を形成し；
（ｂ）前記半球状物（１２）にブリスタ（２０）を成形し、前記成形されたブリスタ（２０）が、ガラス管の壁厚と同じ壁厚を有する円筒状の壁部から成る縁（２２）を有しており、かつ円形の穴及び閉じた端部を規定しており、ブリスタが半球状物の一部から形成されており；
（ｃ）前記閉じた端部を除去することによって、前記成形されたブリスタに穴（２６）を形成し、該穴（２６）が前記縁（２２）によって規定されており、前記縁（２２）が別のガラス管に結合するために適応されていることを特徴とする、別のガラス管に結合するためのガラス管を処理するための方法。
【請求項２】
さらに前記ガラス管（１０）を曲げるステップを含む、請求項１記載のガラス管を処理するための方法。
【請求項３】
前記穴（２６）を形成するステップが前記穴を炎切断するステップを含む、請求項１記載のガラス管を処理するための方法。
【請求項４】
前記ブリスタ（２０）を成形するステップがブロー成形プロセスを含む、請求項１記載のガラス管を処理するための方法。
【請求項５】
ガラス管を結合するための方法において、請求項１記載のステップａ，ｂ，ｃを含んでおり、さらに以下のステップ：
（ｄ）第２のガラス管を用いてステップ（ａ）〜（ｃ）を実施することによって第２のガラス管（３０）を処理し；
（ｅ）第１のガラス管と第２のガラス管との間にシールされた結合を形成するために前記縁（２２，３６）において前記第１及び第２のガラス管（１０，３０）を接合する
ステップを含むことを特徴とする、ガラス管を結合するための方法。
【請求項６】
前記半球状物（１２）に隣接した前記第１のガラス管（１０）の部分を曲げるステップを含む、請求項５記載の方法。
【請求項７】
請求項５に記載の方法であって、該方法が、閉じたループ形の管形ランプ外皮（５０）を製造するために使用され、
（ａ）第１の管（５２）の一端に第１の半球状物（５８）を形成し；
（ｂ）該第１の半球状物（５８）に第１のブリスタを成形し、該第１の成形されたブリスタが第１の縁（５６）を有しており；
（ｃ）前記第１の成形されたブリスタに第１の穴を形成し、該第１の穴が前記第１の縁（５６）によって規定されており；
（ｄ）前記第１の管（５２）の他端に第２の半球状物（６２）を形成し；
（ｅ）該第２の半球状物（６２）に第２のブリスタを成形し、該第２の成形されたブリスタが第２の縁（６０）を有しており；
（ｆ）前記第２の成形されたブリスタに第２の穴を形成し、該第２の穴が前記第２の縁（６０）によって規定されており、
（ｇ）第２の管（５４）を用いてステップ（ａ）〜（ｆ）を実施することによって第２の管（５４）を処理し；
（ｈ）密閉された閉じたループ形のランプ外皮（５０）を形成するために前記第１の縁（５２，５４）と前記第２の縁（６０，６６）とにおいて前記第１及び第２の管（５６，７０）を接合する
ステップを含んでいる。
【請求項８】
さらに前記ランプ外皮（５０）の所望の形状を提供するために前記第１の管（５２）を曲げかつ前記第２の管（５４）を曲げるステップを含む、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記第１の管（５２）を曲げかつ前記第２の管（５４）を曲げるステップが、前記第１及び第２の管（５２，５４）がそれぞれの端部に直線状部分とブリッジ半部とを有するように、それぞれの半球状物（５８，６２，６８，７２）の近くにおいて前記第１及び第２の管（５２，５４）を曲げることを含む、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の穴を形成しかつ前記第２の穴を形成するステップが、実質的に円形の穴を形成することを含む、請求項７記載の方法。
【請求項１１】
前記第１のブリスタを成形しかつ前記第２のブリスタを成形するステップがそれぞれ、前記半球状物を型内へ押し込むために前記管（５２，５４）の内部を加圧することを含む、請求項７記載の方法。
【請求項１２】
さらに蛍光物質で前記第１及び第２の管（５２，５４）の内面を被覆することを含む、請求項７記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の管及び第２の管（５２，５４）を接合するステップの前に前記第１及び第２の管（５２，５４）の第１及び第２の縁（５６，７０；６０，６６）から前記蛍光物質を除去するステップを含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記ランプ外皮の排気及び充填を可能にするために、前記第１の管（３００）に少なくとも１つの排出管（３３４）を接合するステップを含む、請求項７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無電極低圧光源、詳しくは閉じたループ形の管形ランプ外被および閉じたループ形の管形ランプ外被を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無電極蛍光ランプは米国特許第３５００１１８号明細書（１９７０年３月１０日刊行、アンダーソン）、米国特許第号３９８７３３４明細書（１９７６年１０月１９日刊行、アンダーソン）およびアンダーソン著「照明技術」（Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｎｇ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）（１９６９年４月、２３６〜２４４ページ）に開示されている。これらの引例に開示されている無電極誘導結合ランプは、連続的に閉じた電気的経路を形成する放電管内における低圧水銀／緩衝ガス放電を含んでいる。この放電管の経路は１つ以上の円環フェライトコアの中心を通っていて、この放電管が変圧器の二次巻線となっている。放電管を包囲している円環コアの回りに巻かれた数巻きのワイヤに正弦波電圧を印加することによって電力が放電に結合される。一次巻線を通る電流が時変磁束を作り出し、この磁束が、放電を維持する電圧を放電管沿いに誘導する。この放電管の内面は、励起された水銀原子によって放出された光子に放射されると可視光を放出する蛍光物質で被覆されている。アンダーソンが記したランプパラメータは鉄損が高く、それゆえ極めて非効率的なランプを生み出す。さらに、アンダーソンランプは変圧器コアに使用されるフェライト材料のために重くて非実用的である。
【０００３】
効率の高い無電極ランプアセンブリが、１９９６年３月２７日に提出された米国特許出願通し番号０８／６２４０４３号明細書に開示されている。ここに開示されているランプアセンブリは、水銀蒸気と緩衝ガスを約０．５トールより低い圧力で包含した閉じたループ形の管形ランプ外被無電極ランプと、ランプ外被を取り囲むように配置された変圧器コアと、変圧器コア上に配置された入力巻線および入力巻線に結合された無線周波数電源を含んでいる。この無線周波数源は水銀蒸気および緩衝ガスに十分な無線周波数電力を供給して、ランプ外被内に約２アンペアに等しいか、それ以上の放電電流を有する放電を作る。開示されたランプ構成は、比較的高いルーメン出力、高い効率および高い軸方向ルーメン密度を同時に達成し、それにより従来のＶＨＯ蛍光灯および強力高圧放電ランプの魅力的な代替物となっている。
【０００４】
上述した形式の無電極ランプは、閉じたループ形の管形ランプ外被を必要とする。ランプ外被は中空であり、閉じた回路を形成しているが、種々の異なる形状を有することができる。前記米国特許第３５００１１８号明細書は、楕円形のランプ外被を開示している。前記米国特許第３９８７３３４号明細書には、フェライトを配置するための収縮部を有する円環ランプ外被が開示されている。日本国特許公報第７−９４１５２号は、種々の形状の無電極ランプ外被を開示しており、ここでは２つの半部が２カ所で連結されてリングを形成している。
【０００５】
出願人の知る限りでは、先行技術は自動化された製造に適した閉じたループ形の管形ランプ外被を作る方法を開示していない。このような閉じたループ形の管形ランプ外被のすべての公知の形状は、それらを製造する工程と同様、非常に特殊である。その結果として、ランプ製造装置は高価でフレキシビリティーに欠ける。１つの生産ラインを使って種々のガラスやランプ寸法および種々の形状を収容することは不可能であろう。たとえば、日本国特許公報第７−９４１５２号は、形成されたガラス管を隣接する管端部で連結する方法を開示している。この方法は一般に実験室環境においては実現可能であるが、工程は非常に高価であり、製造環境においては非実用的であろう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上記の欠点を回避して、自動化された製造に適した閉じたループ形の管形ランプ外被およびその製造法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の構成では、光透過管の一方の端部に半球状物が形成される。半球状物上にブリスタが成形され、この成形ブリスタ内に穴が形成される。次に、光透過管の他方の端部に半球状物が形成される。半球状物上にブリスタが形成され、この成形ブリスタ内に第２の穴が形成される。各々の成形ブリスタは、それぞれの穴を限定している縁を含んでいる。第２の管は同じ形式で加工される。第１の管と第２の管の端部にある各々の縁が互いに溶合されて、密封された閉じたループ形の管形ランプ外被を形成する。このランプ外被を蛍光源において使用するときは、第１の管と第２の管の内面は蛍光物質で被覆される。
【０００８】
光透過管は１か所以上で曲げて、所望の形状のランプ外被を形成できる。ガラス管の端部にある縁は、第１の管と第２の管を連結するために接合用ブリッジ半部を形成する。
【０００９】
本発明の他の観点によれば、ガラス管を接合する方法が提供される。この方法は、第１のガラス管の一方の端部に半球状物を形成し、前記半球状物上に縁を有するブリスタを成形し、ブリスタ内に穴を形成する、という諸工程を含んでいる。この穴は縁によって限定されている。第２のガラス管は同じ形式で加工される。第１のガラス管と第２のガラス管は縁で連結されて、第１のガラス管と第２のガラス管との間に密封接合を形成する。
【００１０】
本発明の別の観点によれば、他のガラス管に接合するためのガラス管の加工法が提供される。この方法は、第１のガラス管の一方の端部に半球状物を形成し、前記半球状物上に縁を有するブリスタを成形し、前記成形ブリスタ内に穴を形成する、という諸工程を含んでいる。この穴は縁によって限定されている。この縁は同じ構成を有する他のガラス管に接合するのに適合されている。
【００１１】
本発明の別の観点によれば、閉じたループ形の管形ランプ外被が提供される。第１の光透過管が、互いに反対側の端部に第１の半球状物と第２の半球状物とを有している。第１の管の第１の半球状物と第２の半球状物が、第１の穴と第２の穴とをそれぞれ規定した第１の縁と第２の縁を有している。第２の光透過管が、互いに反対側の端部に第３の半球状物と第４の半球状物とを有している。第２の管の第３の半球状物と第４の半球状物とが、第３の穴と第４の穴とをそれぞれ規定した第３の縁と第４の縁を有している。第１の管と第２の管とが、密封された閉じたループ形の管形ランプ外被を形成するように、前記第１の縁と第３の縁が連結され、前記第２の縁と第４の縁が連結される。有利な実施例では、第１の管と第２の管とが直線部分を有しており、接合用ブリッジ半部によって連結されている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の理解を容易にするために、本発明の実施の形態を本発明の一部である添付図面に基づいて説明する。
【００１３】
閉じたループ形の中空管形ランプ外被は、管部分を成形および加工し、次にこれらを輪郭の極めて精密な密封面で互いに溶合することによって製造される。この工程は、通常２つの部分の前加工を含んでいるが、２つの部分に制限されるものではない。管部分は、密封面が確実に接合するように、極めて小さな誤差で作られている。最終的なランプ外被は、確実に密封され、比較的凹凸があり、長い寿命を有していなければならない。再現性および高い工程歩留りは、連結したい管部分の良好な接合に依存している。
【００１４】
ガラス管と他のガラス管との連結を準備するためにガラス管を前加工する工程を、図１〜図４について説明する。工程は、所望の直径、壁厚および組成を備えた直線的なガラス管１０から開始する。図２に示したように、ガラス管１０の一方の端部に半球状物１２が形成される。この半球状物１２は、ガラス管を旋盤に入れ、半球状物を形成したい区域でガラス管を加熱し、ガラス管を回転させて、ガラス管の端部を引きちぎることによって形成できる。半球状物１２を形成する自動化された技術は、当業者には公知である。半球状物はガラス管１０の直径に等しい直径を有する半球状であると有利である。半球状物１２はガラス管１０の一方の端部を閉じている。
【００１５】
図３に示したように、半球状物１２は縁付き穴の先行物を形成するように形作られている。半球状物１２は、ブロー成形などの成形工程を用いてブリスタ２０を形成するように成形することができる。ブリスタ２０は、閉じた端部２４を有する縁２２を有している。ブリスタ２０は半球状物１２を加熱し、かつガラス管１０の内部を加圧して、半球状物１２の一部をブリスタ２０の形状を有する型（図示しない）に押し込むことによって形成されてよい。型がブリスタ２０の外寸および形状を規定する。縁２２の壁厚は、半球状物１２の厚さによって規定されるが、通常ガラス管１０の壁厚に等しい。
【００１６】
図４に示したように、ブリスタ２０の閉じた端部を取り除いて、縁２２によって限定された穴２６を形成する。有利な実施例では、穴２６は炎切断によりブリスタ２０を貫通して形成される。縁２２が、円筒状の壁を有し、かつ円形の穴を規定していると有利である。穴２６の縁２２は、半球状物１２上の所望の位置に形成することができる。円形の縁を確保するために、ブリスタ２０は完全に半球状物１２に位置しなければならない。穴２６を位置決めする場合の自由度は、穴２６の所要寸法に依存する。小さい穴は、大きい穴よりも、大きい固定角度の範囲で半球状物上に位置決めすることができる。それにもかかわらず、図１から４に示した前記工程は、穴２６の寸法と位置に関してフレキシビリティーと、ガラス管１０の軸心を基準とした位置選択を可能にする。また、縁２２は成形されるので、その形状および寸法は管理しやすい。
【００１７】
本発明の手順を用いた２つのガラス管の連結が、図５に示されている。半球状物３２と縁３６とを有するガラス管３０は、上述したガラス管１０と同じ形式で加工される。縁２２および３６は、有利には０．２ｍｍ〜０．３ｍｍの同じ直径を有しており、縁を形成するために用いられる成形工程の結果、等しい壁厚を有している。縁２２および３６は、数度の誤差範囲で整合しており、互いに溶合されて、密封された継ぎ目４０を形成する。縁２２および３６は、同じ型において成形されるので、これらの縁は、密に接合して、管１０と３０の間の正確な溶合と密封とを可能にする。管１０および３０は、通常同じ直径と壁厚とを有している。しかしながら、本発明の工程によって寸法が異なる管を連結することもできる。原理的に必要なことは、互いに溶合されるように縁２２と３６とが十分に接合されることである。縁２２と３６との溶合は、これらの部材を溶融状態に加熱し、これらを公知のように互いに押し付けることによって行われる。
【００１８】
図１から４に示した前記工程は、一方の端部に半球状物を有する直線的なガラス管で行われる。多くの場合には、半球状物１２に隣接した箇所でガラス管を曲げることが所望されているので、たとえば縁２２の面は、ガラス管１０の軸線に対して平行に方向づけられる。以下に説明するように、図１〜図４の工程は、２つのガラス管の両端部において行うことができ、閉じたループ形のランプ外被を形成するように２つのガラス管は互いに連結することができる。前記手順は、直線的なガラス管および成形されたガラス管に適用することができる。開示された工程と、異なる管形状および管寸法とを用いて、様々なランプ構成を製造することができる。開示された手順によって、ほとんど切り換えることなしに異なる形状や寸法を処理することができる極めてフレキシブルな製造工程が可能となる。
【００１９】
本発明にしたがって製造された閉じたループ形の中空管形ランプ外被の実施例は、図６および図７に図示されている。図６では、ランプ外被５０が、管５２と５４とを連結することによって形成されている。ガラス管５２では、ガラス管５２の一方の端部では半球状物５８内に縁５６が形成されており、ガラス管５２の他方の端部では半球状物６２に縁６０が形成されている。同様に、ガラス管５４の一方の端部では半球状物６８に縁６６が形成されており、ガラス管５４の他方の端部では半球状物７２に縁７０が形成されている。各々のガラス管５２および５４は、一方の端部の近傍で、閉じたループ形の中空管形ランプ外被の形成を可能にし、所望の形状を与えるように成形されている。ガラス管５２の縁５６は、継ぎ目７６でガラス管５４の縁７０に連結され、ガラス管５２の縁６０は、継ぎ目７８でガラス管５４の縁６６に連結され、これにより、密封された閉じたループ形の中空管形ランプ外被５０が形成される。
【００２０】
図７には、ランプ外被５０とは形状が異なるが、同じ工程で製作されたランプ外被９０が示されている。上述のように、ガラス管９２は縁９４および９６を備えて製造され、ガラス管１００は縁１０２および１０４を備えて製造されている。縁９６は継ぎ目１１０で縁１０４と溶合され、縁９４は継ぎ目１１２で縁１０２と溶合されて、これにより、密封された閉じたループ形の中空管形ランプ外被９０が形成される。無電極光源用のランプ外被１２０の有利な構成が、図８に示されている。ランプ外被１２０は、各々の端部またはその近傍に、ブリッジ１２６および１２８によって連結されて閉じたループ形を形成したガラス管１２２および１２４を有している。ブリッジ１２６および１２８は、ガラス管１２２および１２４に設けられた一体的なブリッジ半部によって形成されている。ガラス管１２２および１２４の直線部分は平行であり、互いに間隔を置かれている。ガラス管１２２と１２４とは、継ぎ目１３０および１３２で溶合されて、閉じたループ形の放電経路を有する密封されたランプ外被を形成している。有利な実施例では、管１２２と１２４とは５．０ｃｍの外径を有しており、ブリッジ１２６および１２８以外の箇所では互いに２．８ｃｍの間隔を有している。取付け部を除いたランプ外被の全長は、４０．０ｃｍである。ブリッジ１２６および１２８の外径は３．４ｃｍである。
【００２１】
図８に示した形式の閉じたループ形の中空管形ランプ外被を形成する工程を、図９および図１０Ａ〜１０Ｋを参照して説明する。この工程は、一般に異なる形状と寸法の閉じたループ形の中空管形ランプ外被の製造に適用できるものとして理解されるであろう。工程２００で、ガラス管３００（図１０Ａ）は所望の長さに切断される。工程２０２で、ガラス管３００の第１の端部に半球状物３０２（図１０Ｂ）が形成される。工程２０４では、図１０Ｃに符号３０４で示したように、管３００の半球状端部が管軸線に対して４５°の角度で曲げられる。工程２０６で、第１の半球状物３０２は、ブロー成形法を用いて成形され、ブリスタ３０６（図１０Ｄ）を形成する。工程２０８で、ブリスタを開いて縁３１０によって規定された穴３０８（図１０Ｅ）を形成する。次に、工程２１０で、管３００の第２の端部に半球状物３２０（図１０Ｆ）が形成される。工程２１２では、図１０Ｇに符号３２２で示したように、管３００の第２の端部は管軸線に対して４５°の角度で曲げられる。工程２１４で、管３００の第２の端部はブロー成形されてブリスタ３２４（図１０Ｈ）を形成する。工程２１６で、ブリスタ３２４を開いて縁３２８で規定された穴３２６（図１０Ｉ）を形成する。ランプ外被を蛍光灯で使用したい場合には、工程２１８で、管３００の内面を蛍光物質で被覆する。より詳細に言えば、ランプ管の内部を酸化アルミニウムバリヤ塗料で被覆されてよい。バリヤ塗料を炉で乾燥させた後、ランプ管を公知のように、３５００Ｋトリホスホル混合物で被覆し、乾燥させて焼成する。縁３１０および３２８に隣接した領域でガラス管３００の開いた端部から蛍光物質被覆をふき取り、この領域にガラスシールが形成される。次に、工程２２０において、第２のガラス管３４０（図１０Ｋ）に対して工程２００から２１８が繰り返される。各々の管は、各々の端部にブリッジ半部を有している。形成されたガラス管の一方または両方に、１つ以上の排出管３３４（図１０Ｊ）を取り付けることができる。工程２２４で、形成された２つのガラス管３００および３４０は、これらの管の接合縁で接合機により互いに溶合されて、閉じたループ形のランプ外被（図１０Ｋ）を形成する。
【００２２】
ランプの排気工程は、他の蛍光灯に用いられる工程と類似している。ガラスと蛍光物質の脱ガスを行うために炉内で加熱している間、ランプ外被には、不活性ガスによるフラッシングと排気とのサイクルが繰り返される。クリプトンなどの最終的な充填ガスは、０．２トールの圧力で封入されると有利である。所定の量の水銀およびアマルガムを封入し、排出管３３４を切り取ると、図８に示したような完成したランプ外被が得られる。
【００２３】
ブリッジ半部の間の正確な間隔と、切断されて解放した端部が同一平面上に位置することとが、ガラス管を互いに密封する能力を決定する。ブリッジ半部の縁は０．２ｍｍ〜０．３ｍｍの誤差で整合し、数度の誤差で同一平面に位置していなければならない。ガラス管の向き合った端部は、同時に密封されると有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による、他のガラス管と連結するためのガラス管を前加工する工程を示す図である。
【図２】本発明による、他のガラス管と連結するためのガラス管を前加工する工程を示す図である。
【図３】本発明による、他のガラス管と連結するためのガラス管を前加工する工程を示す図である。
【図４】本発明による、他のガラス管と連結するためのガラス管を前加工する工程を示す図である。
【図５】本発明による２つのガラス管の連結を示す図である。
【図６】本発明による工程に従って製造された閉じたループ形の管形ランプ外被を示す図である。
【図７】本発明による工程に従って製造された閉じたループ形の管形ランプ外被を示す図である。
【図８】無電極蛍光灯に使用するための閉じたループ形の管形ランプ外被の有利な実施例を示す図である。
【図９】本発明による、閉じたループ形の管形ランプ外被を製造する工程を示す流れ図である。
【図１０】Ａ〜Ｋは、図９の工程の個々の工程に対応するガラス管を示す図である。
【符号の説明】
１０  管、  １２  半球状物、  ２０  ブリスタ、  ２２  縁、  ２４  端部、  ２６  穴、  ３０  管、  ３２  半球状物、  ３６  縁、  ４０  継ぎ目、５０  ランプ外被、  ５２  管、  ５４  管、  ５６  縁、  ６２  半球状物、  ６０  縁、  ６６  縁、  ６８  半球状物、  ７０  縁、  ７２  半球状物、  ７６  継ぎ目
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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