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Timestamp: 2019-01-17 20:10:29
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JP2006054054A - Bulb type electrodeless fluorescent lamp and method of manufacturing the same - Google Patents
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JP2006054054A
JP2006054054A JP2002221944A JP2002221944A JP2006054054A JP 2006054054 A JP2006054054 A JP 2006054054A JP 2002221944 A JP2002221944 A JP 2002221944A JP 2002221944 A JP2002221944 A JP 2002221944A JP 2006054054 A JP2006054054 A JP 2006054054A
JP2002221944A
保知　昌
幸一 片瀬
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bulb type electrodeless fluorescent lamp having an appearance like an incandescent lamp.
SOLUTION: The bulb type electrodeless fluorescent lamp 200 comprises a luminescent tube 100 having luminescent gas sealed therein; an induction coil 30 inserted into a recessed part 24 of the luminescent tube 100; a lighting circuit 40; a case 50 storing the lighting circuit 40; and a base 60. The luminescent tube 100 further comprises an approximately spherical outer tube 10 and an inner tube 20, wherein a neck recessed part 14 and a neck projected part 16 are formed at a neck part 13 of the outer tube 10 positioned around a sealed part 12 formed by connecting the outer tube 10 to the inner tube 20 in that order from the sealed part 12 side.
本発明は、電球形無電極蛍光ランプおよびその製造方法に関する。 The present invention is self-ballasted electrodeless fluorescent lamp and a manufacturing method thereof.
近年、地球環境保護と経済性の視点から、白熱電球に比べて効率が約５倍高い有電極の電球形蛍光ランプが、住宅やホテルなどにおいて電球代替用として広く利用されてきている。 In recent years, from the point of view of the global environmental protection and economic efficiency, self-ballasted fluorescent lamp of efficiency compared to the incandescent light bulb is about five times higher Yes electrodes, have been widely used as a light bulb alternative in such as housing and hotels. このような有電極の電球形蛍光ランプは、例えば、特開２００１−１９６１９４号公報に開示されている。 Such self-ballasted fluorescent lamp of perforated electrodes are, for example, disclosed in JP-A-2001-196194. 電球形蛍光ランプは、点灯回路を内蔵しており、そして口金も有しているので、白熱電球と直接代替可能な構造をしている。 Compact fluorescent lamp has a built-in lighting circuits, and because mouthpiece also has, and the incandescent lamp and direct alternative structure.
さらに、最近、従来から存在する有電極の電球形蛍光ランプの他に、無電極の電球形蛍光ランプが普及し始めている。 Further, recently, in addition to the self-ballasted fluorescent lamp of the chromatic electrodes conventionally existing, self-ballasted fluorescent lamp of the electrodeless are becoming popular. 無電極蛍光ランプは、電極が無いことから寿命が有電極蛍光ランプに比べて更に長いことが特徴であり、今後ますます普及していくことが期待される。 A lamp is longer it is characterized in comparison since the electrode is not in life electroded fluorescent lamps, is expected to continue to become increasingly popular in the future. そのような電球形無電極蛍光ランプは、例えば、米国特許５，９５９，４０５号に開示されている。 Such self-ballasted electrodeless fluorescent lamp, for example, disclosed in U.S. Patent No. 5,959,405. その電球形無電極蛍光ランプを図７に示す。 The self-ballasted electrodeless fluorescent lamp shown in FIG.
図７に示した電球形無電極蛍光ランプ１０００は、反射形電球（レフランプ）代替用の電球形無電極蛍光ランプである。 Self-ballasted electrodeless fluorescent lamp 1000 shown in FIG. 7 is a reflective bulb (Refuranpu) self-ballasted electrodeless fluorescent lamp for substitution. このランプ１０００は、発光管（バルブ）１１００と、反射面１５２付きのケース１５０と、口金１６０とから構成されている。 The lamp 1000 includes a light emitting tube (bulb) 1100, a case 150 with the reflective surface 152, and a mouthpiece 160.. 発光管１１００の凹入部には、誘導コイル１３０が挿入されている。 The recessed portion of the arc tube 1100, the induction coil 130 is inserted.
レフランプ代替用のランプ１０００の場合、ケース１５０に取り付けられた反射面１５２の部分によって、発光管１１００の外観（特に、側面）の大半を覆えるので、発光管全体の外観形状に特に注意を払ってわなくてもよい。 Refuranpu In an alternative for the lamp 1000, the portion of the reflecting surface 152 that is attached to the case 150, appearance of the arc tube 1100 (in particular, side surfaces) since Ooeru most of, particularly paying attention to the external shape of the entire arc tube may or may not I Te. つまり、発光管１１００の大半をケースによって覆えることから、ガラス球形式Ｒ形（ＪＩＳ Ｃ ７７１０）の形状を有する電球形無電極蛍光ランプの設計は比較的容易である。 In other words, since the Ooeru the majority of the arc tube 1100 by the case, glass spheres form R-type (JIS C 7710) shaped bulb type electrodeless fluorescent lamp design with the is relatively easy.
しかしながら、通常の白熱電球と直接代替可能な電球形無電極蛍光ランプの場合、反射面の部分がないので、発光管の大半の部分を、白熱電球と同じにような外観および寸法にする必要がある。 However, in the case of conventional incandescent bulbs directly fungible self-ballasted electrodeless fluorescent lamp, since no portion of the reflecting surface, most of the portion of the arc tube, is necessary to the appearance and dimensions as the same as an incandescent bulb is there. 言い換えると、白熱電球形状（いわゆるナス型）として普及しているガラス球形式Ａ形（ＪＩＳ Ｃ ７７１０）と同じようになるように、電球形無電極蛍光ランプの発光管を作製することが要求される。 In other words, as the same way the incandescent bulb shaped glass bulb type A type that is widely used as (a so-called egg-plant type) (JIS C 7710), it is required to produce a light-emitting tube bulb type electrodeless fluorescent lamp that.
無電極蛍光ランプの発光管は、製法上、滑らかな略楕円形状として作製されることが多いが、そのような形状では、Ａ形の白熱電球と似せることは難しい。 Arc tube of the electrodeless fluorescent lamp, the process, are often produced as a smooth substantially elliptical, in such a shape, it is difficult to simulate an A-type incandescent lamp. つまり、滑らかな略楕円形状を有する発光管の場合、ケースとの間に隙間が生じてしまうことが多く、美観上問題が生じる。 That is, when the light-emitting tube having a smooth substantially elliptical shape, it is often occurs a gap between the case, aesthetic problems. また、ケースとの間に隙間が生じないような形状の発光管を作製すると、ケースの中に収納しなくていけない発光管の部分が多くなりすぎてしまい、ケース内に点灯回路を配置するスペースがなくなってしまう。 Further, when manufacturing a light-emitting tube having a shape as not to create a gap between the case and the portion of the arc tube do not housed in the case is too many, placing the lighting circuit in a case space there would be no. 点灯回路を配置したければケースをさらに大きくしなければならず、結果として、電球形無電極蛍光ランプの形状は、白熱電球の形状と異なるものとなってしまい、これまた美観上問題が生じる。 If you want to place the lighting circuit must further increase the case, as a result, the shape of the self-ballasted electrodeless fluorescent lamp, becomes different than the shape of the incandescent lamp, which also aesthetic problems.
本発明はかかる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、白熱電球と同じような外観を有する電球形無電極蛍光ランプを提供することになる。 The present invention has been made in view of the above described aspects, the main objective will provide a self-ballasted electrodeless fluorescent lamp having a similar appearance and incandescent bulbs.
本発明の電球形無電極蛍光ランプは、発光ガスが封入され、凹入部を有する発光管と、前記凹入部に挿入された誘導コイルと、前記誘導コイルに電気的に接続された点灯回路と、前記点灯回路を収納するケースと、前記点灯回路に電気的に接続され、前記ケースに取り付けられた口金とを備え、前記発光管は、略球形の外管と、前記凹入部を規定する内管とから構成されており、前記外管のうちの、前記外管と前記内管とが接合してなる封止部の周囲に位置するネック部において、前記封止部の方から順に、ネック凹部とネック凸部とが形成されている。 Self-ballasted electrodeless fluorescent lamp of the present invention is the light emitting gas sealed, a light emitting tube having a cavity portion, and inserted induction coil to said recesses, and a lighting circuit which is electrically connected to said induction coil, a case for housing the lighting circuit are electrically connected to the lighting circuit, and a cap attached to the casing, said arc tube and the outer tube substantially spherical, inner tube defining said recess It is composed of a, of the outer tube, the neck portion and the inner tube and the outer tube is positioned around the sealing portion formed by joining, from those of the sealing portion, the neck recess It is formed with a neck protrusion and.
前記発光管の外観は、実質的に、ガラス球形式Ａ形の形状であることが好ましい。 Appearance of the arc tube is substantially preferably a glass bulb type A shape.
前記ネック凸部と、前記ケースの上端とは、近接または接触していることが好ましい。 Said neck protrusion, the upper end of the case, it is preferable that the proximity or contact.
前記ネック凸部の残留応力が１４ＭＰａ以下であることが好ましい。 It is preferable residual stress of the neck protrusion is less than 14 MPa.
前記ネック凹部の残留応力が１４ＭＰａ以下であることが好ましい。 It is preferable residual stress of the neck recess is less than 14 MPa.
前記ネック凸部および前記ネック凹部を含む前記ネック部の残留応力が７ＭＰａ以下であることが好ましい。 It is preferable residual stress of the neck portion comprising the neck projections and said neck recess is less than 7 MPa.
前記発光管における前記外管全体の残留応力が７ＭＰａ以下であることが好ましい。 It is preferable residual stress of the entire outer tube in the arc tube is less than 7 MPa.
本発明の電球形無電極蛍光ランプの製造方法は、一端に略球形の部位を有し且つ他端に開口部を有する外管と、筒状の内管とを用意する工程（ａ）と、前記外管内に前記内管をセットした後、前記外管の一部と前記内管の一部とを封着して、前記外管と前記内管とを接合する工程（ｂ）とを包含し、前記工程（ｂ）において、前記外管と前記内管とが接合する封止部の周囲に位置するネック部に、ネック凹部とネック凸部とを形成する工程を実行し、前記工程（ｂ）の後、少なくとも前記ネック凸部を加熱することによって、前記ネック凸部の残留応力を１４ＭＰａ以下にする工程を実行する。 Method for producing a self-ballasted electrodeless fluorescent lamp of the present invention includes an outer tube having an opening and the other end has a portion of substantially spherical end, and a step of preparing a cylindrical inner tube (a), after setting the inner tube to the outer tube, and sealed with a part of the inner tube and a portion of the outer tube, it encompasses the step (b) for bonding the inner tube and the outer tube and, wherein in the step (b), the neck portion and the outer tube and the inner tube is positioned around the sealing portion to be bonded, perform a process of forming a neck recess and the neck protrusion, wherein the step ( after b), by heating at least the neck protrusion, performing the steps of the residual stress of the neck protrusion below 14 MPa.
ある実施形態において、前記残留応力を１４ＭＰａ以下にする工程は、前記外管を構成するガラス材料についての徐冷点の温度でアニール処理する工程を含む。 In certain embodiments, the step of the residual stress below 14MPa includes a step of annealing at a temperature of annealing point for the glass material constituting the outer tube.
図１から図３を参照しながら、本発明の実施形態１にかかる電球形無電極蛍光ランプを説明する。 With reference to FIGS. 1, illustrating the self-ballasted electrodeless fluorescent lamp according to Embodiment 1 of the present invention.
図１は、本実施形態の電球形無電極蛍光ランプの発光管１００の断面構成を模式的に示しており、図２は、発光管１００の外観を示している。 Figure 1 is a cross-sectional structure of a light emitting tube 100 of the self-ballasted electrodeless fluorescent lamp of this embodiment is shown schematically, FIG. 2 shows an appearance of the arc tube 100.
発光管１００は、略球形の外管１０と、凹入部（キャビティ）２４を規定する内管２０とから構成されている。 Arc tube 100 includes an outer tube 10 of substantially spherical, and a inner pipe 20 for defining a recess (cavity) 24. 外管１０と内管２０とは、封止部１２において封着により接合されており、封止部１２の周囲にはネック部１３が位置している。 The outer tube 10 and inner tube 20 are joined by a sealing in the sealing portion 12, the periphery of the sealing portion 12 neck 13 is located.
なお、凹入部２４には、誘導コイルが挿入されることになり、内管２０の上部には、製造工程時に使用する排気用の細管２２が取り付けられている。 Note that the recessed portion 24, will be the induction coil is inserted in the upper portion of the inner tube 20, capillary 22 for exhaust to be used during the production process is attached. 完成した発光管１００では、細管２２の一端は発光管内と繋がっているが、他端は封止されており、それにより発光管内は密閉構造となっている。 In the finished arc tube 100, although one end of the capillary tube 22 is connected to the arc tube, the other end is sealed, whereby the arc tube has a sealed structure. また、発光管１００の内壁の少なくとも一部には、蛍光体層が形成されている。 Further, at least a portion of the inner wall of the arc tube 100, a phosphor layer is formed.
図１および図２に示すように、ネック部１３には、封止部１２の方から順に、ネック凹部１４とネック凸部１６とが形成されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the neck portion 13, in order of the sealing portion 12, a neck recess 14 and the neck protrusion 16 is formed. このようにネック凹部１４およびネック凸部１６を形成した発光管１００の場合、滑らかな略楕円形状の発光管と比較して、発光管１００の下部の部位（特に、ネック凸部１６より下の部位）の短くすることができ、それにより、ガラス球形式Ａ形と実質的な同じ形状で、白熱電球の外観と比較して美観を損ねず、かつ、ケース内の点灯回路の配置スペースを確保した電球形無電極蛍光ランプを実現することができる。 In this way, the light emitting tube 100 forming the neck recesses 14 and the neck protrusion 16, as compared to the arc tube of smooth substantially elliptical shape, the bottom of the arc tube 100 site (in particular, below the neck protrusion 16 it is possible to shorten the sites), whereby a glass bulb form form a substantial same shape, without impairing the appearance as compared to the appearance of the incandescent lamp, and secure a space for arranging the lighting circuit in the case it is possible to realize the self-ballasted electrodeless fluorescent lamp. ここで、ガラス球形式Ａ形は、ＪＩＳ Ｃ ７７１０に規定されているガラス球の形状であり、いわゆるナス形の形状である。 The glass spheres form Form A, in the form of glass spheres as defined in JIS C 7710, it is in the form of a so-called eggplant type. また、ネック部とは、発光管の最大径部から口金へ向けてすぼまっていく部位のことである。 Also, the neck portion is that the maximum diameter of the arc tube portion going narrowed toward the mouthpiece.
次に、図３を参照する。 Next, referring to FIG. 図３は、発光管１００を備えた電球形無電極蛍光ランプ２００の断面構成を模式的に示している。 Figure 3 is a cross-sectional configuration of the self-ballasted electrodeless fluorescent lamp 200 in which a light-emitting tube 100 is schematically shown. なお、図３では、構造の理解を容易にするため、凹入部における断面を左右で二段階にわけて示している。 In FIG. 3, for ease of understanding of the structure is shown divided into two stages the cross section with the right and left in the recess.
図３に示した電球形無電極蛍光ランプは、発光管１００と誘導コイル３０と点灯回路４０とケース５０と口金６０とを有している。 FIG self-ballasted electrodeless fluorescent lamp shown in 3 has an induction coil 30 and the light-emitting tube 100 and the lighting circuit 40 and the case 50 and the cap 60. 発光管１００には、発光ガスが封入されており、例えば水銀と希ガスが封入されている。 The arc tube 100 has the light emitting gas is enclosed, for example, mercury and a rare gas are enclosed. 発光管１００に形成されている凹入部２４には、誘導コイルが挿入されている。 The recessed portion 24 formed in the light emitting tube 100, the induction coil is inserted.
本実施形態では、誘導コイル３０は、フェライトコア３２と巻線３４とから構成されている。 In the present embodiment, the induction coil 30 is composed of a ferrite core 32 and the windings 34.. 誘導コイル３０は、点灯回路４０に電気的に接続されており、点灯回路４０はケース５０内に収納されている。 Induction coil 30 is electrically connected to the lighting circuit 40, the lighting circuit 40 is housed in case 50. ケース５０の下部には口金６０が取り付けられており、口金６０は点灯回路４０と電気的に接続されている。 The lower portion of the case 50 and cap 60 is attached, the mouthpiece 60 is electrically connected to the lighting circuit 40.
図３に示すように、発光管１００にネック凹部１４およびネック凸部１６が形成されていることにより、ネック凸部１６とケース５０の上端５０ａとを互いに近接または接触させることができる。 As shown in FIG. 3, by the neck recess 14 and the neck protrusion 16 in the arc tube 100 is formed, it is possible to mutually close or contacting an upper end 50a of the neck protrusion 16 and the case 50. したがって、発光管１００とケース５０との接続箇所８０は、美観上滑らかな接続となっており、美観を損ねるような大きな隙間や大きな段差は存在しない。 Thus, connection portion 80 of the arc tube 100 and the case 50 is a aesthetically smooth connection, a large gap and a large step that detract from the appearance does not exist. また、接続箇所８０が滑らかであるとともに、発光管１００の封止部１２の位置がケース５０の上方にあるため、ケース５０内に点灯回路４０を配置するためのスペースを十分に確保することが可能となっている。 Further, the connection portion 80 is smooth, the position of the sealing portion 12 of the arc tube 100 due to the upper case 50, to ensure sufficient space for arranging the lighting circuit 40 to the case 50 It has become possible. したがって、美観を損ねるほどケース５０を大きくしなければならないという問題を回避することができる。 Therefore, it is possible to avoid the problem of having to increase the extent casing 50 detract from the appearance.
本実施形態では、発光管１００の形状は、実質的にガラス球形式Ａ形であり、そして、そのガラス球径（発光管１００の最大直径）は、例えば５５〜７５ｍｍである。 In the present embodiment, the shape of the arc tube 100 is substantially bulb form Form A, and a glass sphere diameter (the maximum diameter of the arc tube 100) is, for example, 55～75Mm. 発光管１００の頂点から口金６０の端部までの長さ（全長）は、例えば、１２０〜１６５ｍｍである。 Distance from the apex of the arc tube 100 to the end of the mouthpiece 60 (full length) is, for example, 120～165Mm. なお、口金６０は、Ｅ２６／２５を使用している。 Incidentally, the mouthpiece 60 is using the E26 / 25. 定格電圧［Ｖ］および定格消費電力［Ｗ］は、それぞれ、１００〜２４０Ｖ、７〜２２Ｗである。 Rated Voltage [V] and a rated power consumption [W], respectively, 100 ~ 240V, is 7～22W.
図１から図３に示した発光管１００を用いれば、美観を損ねずに、白熱電球と同じような外観を有する電球形無電極蛍光ランプを提供することが可能であるが、発光管１００にネック凹部１４およびネック凸部１６を形成した結果として、ネック部１３の強度および信頼性が低下することがわかった。 With the arc tube 100 shown in FIGS. 1 to 3, without impairing the appearance, it is possible to provide a self-ballasted electrodeless fluorescent lamp having a similar appearance and incandescent bulbs, the light emitting tube 100 as a result of forming a neck recess 14 and the neck protrusion 16, the strength and reliability of the neck portion 13 has been found to decrease. 本願発明者は、その問題の検討およびその解決策にも着手した。 The present inventor has also started the study and the solution of the problem.
発光管１００の歪み（残留応力）を観察すると、図４に示すように、ネック凸部１６の領域には圧縮歪みが存在し、一方で、ネック凹部１４から封止部１２の領域には引っ張り歪みが存在することがわかった。 When observing the distortion of the arc tube 100 (residual stress), as shown in FIG. 4, there is compressive strain in the region of the neck protrusion 16, while the tension in the region of the sealing portion 12 from the neck recess 14 it was found that the distortion is present. これは製造工程の過程から生じるものであり、加工時に先に冷えた部分に圧縮歪みが残るということに起因している。 This is those resulting from the process of the manufacturing process, it is due to the fact that compressive strain cold portion above during the processing remains. つまり、外管１０と内管２０とが加熱により封着されてなる封止部１２よりも離れた領域のネック凸部１６が先に冷えるので、そこに圧縮歪みが残り、そして、その圧縮歪みに対応する引っ張り歪みがネック凹部１４から封止部１２の領域に残るのである。 That is, since the area of ​​the neck protrusion 16 away than the sealing part 12 and the outer tube 10 and inner tube 20 is formed by sealing by heating cools first, compressive strain remains there, and the distortion the compressed to tensile strain corresponds is to remain in the region of the sealing portion 12 from the neck recess 14. なお、図４おいて、右上から左下への斜線が示された領域を、圧縮歪みが存在する領域として示し、そして、左上から右下への斜線が示された領域を、引っ張り歪みが存在する領域として示している。 Incidentally, FIG. 4 fraud and mitigating risk area hatched indicated from the upper right to the lower left, shows a region where the compressive strain is present, then a region hatched indicated from top left to bottom right, tensile strain is present It is shown as a region.
このように圧縮歪みと引っ張り歪みが存在する場合、通常、引っ張り歪みから割れが入り、圧縮歪みとの界面に沿って割れが進む。 If such distortion tensile and compressive strain in the presence, generally tensile enters cracking from the strain, cracking proceeds along the interface between the compressive strain. その結果、歪みがないときよりも早くに、発光管１００の寿命がきてしまう。 As a result, earlier than when there is no distortion, it would come the life of the arc tube 100. 発光管１００の強度および信頼性を向上させるためには、ネック凸部１６における圧縮の残留応力が１４ＭＰａ以下（好ましくは７ＭＰａ以下、さらに好ましくは、実質的に０ＭＰａ（１．４ＭＰａ以下））であることが望ましい。 In order to improve the strength and reliability of the light-emitting tube 100 is less residual stress of compression in the neck protrusion 16 is 14 MPa (preferably 7MPa less, more preferably, substantially 0 MPa (1.4 MPa or less)) is it is desirable. また、ネック凹部１４における引っ張りの残留応力が１４ＭＰａ以下（好ましくは７ＭＰａ以下、さらに好ましくは、実質的に０ＭＰａ（１．４ＭＰａ以下））であることが望ましい。 Further, the following residual tensile stress in the neck recess 14 is 14 MPa (preferably 7MPa less, more preferably, substantially 0 MPa (1.4 MPa or less)) is desirably. さらには、発光管１００における外管１０全体の残留応力が７ＭＰａ以下（好ましくは、実質的に０ＭＰａ（１．４ＭＰａ以下））することがより望ましい。 Further, (preferably substantially less than 0 MPa (1.4 MPa)) overall residual stresses outer tube 10 is less 7MPa in the light emitting tube 100 may be more desirable. 残留応力を取り除くには、発光管１００を構成するガラス（例えば、ソーダガラス）の徐冷点にまで発光管を加熱する処理（アニール処理）を行う。 To remove the residual stress, it carries out the glass constituting the arc tube 100 (e.g., soda glass) process of heating the arc tube to the annealing point of the (annealing treatment). なお、ソーダガラスの徐冷点は５２０℃である。 It should be noted that the annealing point of the soda glass is 520 ℃.
本願発明者は、アニール処理を行う前および行った後の発光管１００の残留応力（歪度）を観察・測定した。 The present inventors have observed and measured residual stress of the arc tube 100 after before and went annealed (skewness). 図５（ａ）および（ｂ）にその結果を示す。 Figure 5 (a) and (b) shows the results. なお、図５（ａ）は、アニール処理前の発光管１００を歪測定した時の写真をトレースした図であり、図５（ｂ）は、アニール処理後の発光管１００を歪測定した時の写真をトレースした図である。 Incidentally, FIG. 5 (a) is a view obtained by tracing a photograph when the arc tube 100 and strain measurements before annealing, and FIG. 5 (b), the arc tube 100 after the annealing process when the strain measuring is a diagram tracing the photo. ここで使用した計測器を説明すると、写真撮影には、歪検査器（東芝製）ＳＶＰ−１０−ＩＩ（鋭敏色法）を用い、歪度測定には、歪検査器（ルケオ製）ＬＳＭ−７０１（反射型セナルモン法）を用いた。 To explain the measuring instrument used here, the photography, strain tester using (Toshiba) SVP-10-II (sensitive color process), the skewness measurement, strain tester (manufactured by Rukeo) the LSM- 701 (reflection type Senarmont method) was used.
図５（ａ）に示したアニール処理前の発光管１００では、ネック凸部１６の残留応力は３４ＭＰａ（歪度２５°）であった。 In the light-emitting tube 100 before annealing treatment shown in FIG. 5 (a), the residual stress of the neck protrusion 16 was 34 MPa (skewness 25 °). 一方、図５（ｂ）に示したアニール処理後の発光管１００では、ネック凸部１６の残留応力は１．４ＭＰａ（歪度１°以下）であった。 On the other hand, in the light emitting tube 100 after the annealing process shown in FIG. 5 (b), the residual stress of the neck protrusion 16 was 1.4 MPa (skewness than 1 °). また、発光管全体における残留応力も１．４ＭＰａ（歪度１°以下）であった。 It was also the residual stress in the entire arc tube also a 1.4 MPa (skewness than 1 °).
残留応力の有無（または程度）による差を調べるために、発光管１００についてヒートサイクル（熱湯冷水）試験を本願発明者は行った。 To investigate the difference due to the presence of residual stresses (or degree), the present inventors heat cycle (hot cold water) Test for arc tube 100 went. この試験は、熱湯（約90℃）と冷水（約0℃）に30秒ずつ交互につけることを５サイクル繰り返して行う。 This test is conducted to be applied alternately with hot water (about 90 ° C.) of cold water each (about 0 ° C.) for 30 seconds 5 cycles repeated. 実験のために用意したサンプルは下記の４種の発光管１００である。 Samples were prepared for the experiment is a light emitting tube 100 of the four following.
（ａ）520℃（ソーダガラスの徐冷点）で10分熱処理した発光管１００ (A) 520 ° C. emitting tube 100 heat-treated 10 minutes (soda annealing point of the glass)
（ｂ）520℃（ソーダガラスの徐冷点）で５分熱処理した発光管１００ (B) 520 ° C. emitting tube 100 heat-treated 5 minutes (soda annealing point of the glass)
（ｃ）上記アニール工程を施していない発光管１００ (C) not subjected to the annealing process luminous bulb 100
（ｄ）アニール工程だけでなく、ガラス加工時に徐冷バーナーも施していない発光管１００ (D) not only the annealing process, the light-emitting tube 100 which is not also performed slowly cooled burner when glass processing
ヒートサイクル（熱湯冷水）試験の結果を下記表１に示す。 Showing the heat cycle (hot cold water) results of the tests are shown in Table 1 below.
バーナーでの徐冷をしなかった発光管１００は全て割れ（割れ発生率１００％）、一方、５２０℃でのアニールをおこなった発光管１００は全て割れなかった（割れ発生率０％）。 All cracking arc tube 100 that did not slow cooling at the burner (crack generation rate 100%), whereas, the arc tube 100 in which annealing is performed at 520 ° C. was cracked all (crack generation rate 0%). バーナー徐冷を行ったが、アニール処理を行わなかった発光管１００は、割れたり割れなかったりした（割れ発生率３７．５％）。 It was subjected to burner slow cooling, the arc tube 100 not subjected to annealing, were or not crack or crack (crack generation rate 37.5%).
以上の結果から、５２０℃のアニール処理は、保持時間５分でも割れ防止には十分な効果を示すことがわかった。 From the above results, the annealing treatment 520 ° C. has been found to exhibit sufficient effect in preventing cracking even retention time of 5 minutes.
上記ヒートサイクル試験で割れたものと割れなかったもので分類し、それについて割れと歪み（ネック凸部４ヶ所測定）との相関を検討し、それを下記表２に示す。 Said classified by those not crack and that cracked in a heat cycle test, it will consider the correlation of cracking and distortion (the neck protrusion 4 places measurements), indicating it in the following Table 2.
アニール工程を施さず割れが生じなかった水準での、最大の歪度は約２０°以下であった。 Without performing an annealing step at levels which cracking did not occur, the maximum skewness was less than about 20 °. これは応力に換算すると約２７ＭＰａ以下である。 This is about 27MPa or less in terms of stress. なお、ソーダガラス（厚さ１ｍｍ）の場合の歪計度と応力（残留応力）との相関を参考のため下記表３に示す。 Incidentally, it is shown in the following Table 3 for correlating the reference of the strain gauges of the stress in the case of the soda glass (thickness 1 mm) (residual stress).
ここで、発光管の割れについての理論考察をする。 Here, the theoretical discussion of cracking of the arc tube. 試験片が破断にいたるまでの時間ｔは下記の式１で与えられる。 Time t until the specimen reaches the fracture is given by Equation 1 below.
σａ：試験片に与えられる一定の応力σ IC ：不活性環境下での臨界応力Ｋ IC ：開口モードＩに対する応力拡大係数の臨界値Ｙ：クラックや試験片の形状、負荷の様式などによって決まる無次元の係数Ａ，ｎ： 疲労パラメータなお、疲労パラメータｎは、クラック成長感受係数と呼ばれ、クラック成長の起こりにくさの尺度となっており、素材や環境によって異なる数値となる。 .sigma.a: constant stress sigma IC applied to the test piece: critical stress K IC in an inert environment: critical value of stress intensity factor for the opening mode I Y: cracks and shape of the test piece, no determined by some form of load coefficients of dimension a, n: fatigue parameter Incidentally, fatigue parameter n is referred to as a crack growth sensation coefficient has become a measure of possible difficulty of crack growth, the different numerical values ​​depending on the material and the environment. ソーダガラスの疲労パラメータｎを下記表４に示す（出典；ガラス工学ハンドブック（朝倉書店））。 Fatigue parameter n of soda glass shown in Table 4 (Source: Glass Engineering Handbook (Asakura Shoten)).
次に、下記表５に、応力の低下による破断時間の変化を示す。 Next, the following Table 5 shows the change in the rupture time due to a reduction in stress.
ｎ＝１３〜１６の疲労パラメータの場合、１／２の応力では８０００〜６５０００倍、そして、１／４の応力では６千万〜４０億倍の寿命となる。 For the fatigue parameters of n = 13 to 16, from 8,000 to 65000 times in the 1/2 stress, and, the 6 10000000-4000000000 times longer than the 1/4 stress. 約１４Ｍｐａ以下の応力に設定した場合、ヒートショック試験の８０００倍以上の熱サイクルに耐えられることとなる。 If set to about 14Mpa less stress, so that the withstand 8000 times more heat cycles of the heat shock test. これは４万回以上のヒートサイクルに耐えられることを意味する。 This means that withstand 40,000 times more heat cycle. さらに半分の残留応力にすることができれば３億回以上というヒートサイクルに耐えられることとなり、これは割れが発生する確立がほぼ零に等しいことを意味する。 Furthermore it will be withstand the heat cycle of at least 300 million times as long to half the residual stress, which means that establish the cracks are equal to approximately zero. このように、理論的考察によっても、本実施形態の発光管１００についての残留応力が１４ＭＰａ以下（好ましくは７ＭＰａ以下）にする技術的意義は明かとなる。 Thus, by theoretical considerations, technical significance residual stress 14MPa or less (preferably to 7MPa below) to the light emitting tube 100 of the present embodiment will be apparent.
本実施形態の電球形無電極蛍光ランプ２００によれば、ネック部１３において、ネック凹部１４とネック凸部１６とが形成されているので、白熱電球と同じような外観を有する電球形無電極蛍光ランプを実現することができる。 According to self-ballasted electrodeless fluorescent lamp 200 of this embodiment, the neck portion 13, since a neck recess 14 and the neck protrusion 16 is formed, the self-ballasted electrodeless fluorescent having a similar appearance and incandescent bulbs it is possible to realize a lamp. そして、ネック凸部１６の残留応力が１４ＭＰａ以下（好ましくは７ＭＰａ以下）である場合には、電球形無電極蛍光ランプ２００の発光管１００の割れを抑制することができる。 When the residual stress of the neck protrusion 16 is 14MPa or less (preferably 7MPa or less), it is possible to suppress the cracking of the arc tube 100 of the self-ballasted electrodeless fluorescent lamp 200.
次に、図６（ａ）〜（ｃ）を参照しながら、本発明の実施形態にかかる電球形無電極蛍光ランプ（特に、発光管１００）の製造方法について説明する。 Next, referring to FIG. 6 (a) ~ (c), self-ballasted electrodeless fluorescent lamp according to an embodiment of the present invention (particularly, the light emitting tube 100) a method for manufacturing a. 図６（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の製造方法を説明するための工程図である。 FIG 6 (a) ~ (c) are process views for explaining the manufacturing method of this embodiment.
まず、ソーダガラスからなる外管１０と、円筒状の内管２０とを用意する。 First, a an outer tube 10 made of soda glass, and a cylindrical inner tube 20. ここで用意する外管１０は、一端に略球形の部位を有し且つ他端に開口部を有しており、当該開口部の寸法（典型的には、直径）は、内管２０の円筒の直径よりも大きくされたものである。 Outer tube 10 to provide here, one end has an opening and the other end has a portion of substantially spherical, (typically, diameter) the opening dimensions, cylindrical inner tube 20 those that are larger than the diameter. なお、内管２０には、排気用の細管２２が取り付けられている。 Note that the inner tube 20, capillary 22 is mounted for exhaust.
次に、図６（ａ）に示すように、外管１０内に内管２０をセットした後、両者を回転させながら、内管２０の端部と、それに対応する位置にある外管１０の一部とをバーナー７０で加熱する。 Next, as shown in FIG. 6 (a), after setting the inner tube 20 into outer tube 10, while rotating the both the end portions of the inner tube 20, outer tube 10 at a position corresponding thereto heating a portion in the burner 70.
すると、図６（ｂ）に示すように、加熱部（封止部）が溶けて、外管１０の下側（カレット部）１０ａが自らの重さで延びてくる。 Then, as shown in FIG. 6 (b), the heating portion (sealing portion) is melted, the lower side of the outer tube 10 (cullet portion) 10a comes extends his weight.
その後、図６（ｃ）に示すように、カレット部１０ａが溶け落ちて、外管１０と内管２０とが接合して封止部が形成され、それにより、封止済みの発光管１００'が得られる。 Thereafter, as shown in FIG. 6 (c), falls melting cullet portion 10a, the sealing portion is formed with an outer tube 10 and inner tube 20 is joined, thereby-sealed light-emitting tube 100 ' It is obtained. また、図６（ａ）〜（ｃ）の間のバーナー７０の調節により、ネック部１３に、ネック凹部１４とネック凸部１６とを形成することができる。 Further, by adjusting the burner 70 between the FIG. 6 (a) ~ (c), the neck portion 13, it is possible to form the neck recess 14 and the neck protrusion 16. その後、少なくともネック部１３に、バーナー７０で徐冷をする。 Thereafter, at least the neck portion 13, a slow cooling at the burner 70.
その後、その発光管１００を炉に入れて、アニール処理を施す。 Then, put the arc tube 100 in a furnace and annealed. アニール処理のための炉の温度は、徐冷点の周辺（例えば、約５２０℃）にしておけばよい。 The furnace temperature for annealing treatment, the periphery of the annealing point (e.g., about 520 ° C.) it is sufficient to. 次いで、管内の排気および封入ガスの充填を行い、細管２２封止も完了して、完成した発光管１００を得る。 Next, by filling the exhaust and fill gas in the tube, capillary 22 sealing be completed to obtain the finished arc tube 100.
このようにして残留応力を低減した発光管１００と、誘導コイル３０、点灯回路４０、ケース５０、口金６０とを用いて、組み立てを行えば、電球形無電極蛍光ランプ２００が得られる。 Such an arc tube 100 having a reduced residual stress in the induction coil 30, the lighting circuit 40, the case 50, by using the cap 60, by performing the assembly, self-ballasted electrodeless fluorescent lamp 200 can be obtained.
なお、点灯回路４０としては、１ＭＨｚ以下（例えば、４０〜５００ｋＨｚ）の比較的低い周波数を発生するものを用いることが好ましい。 As the lighting circuit 40, 1 MHz or less (e.g., 40～500KHz) it is preferable to use those which generate a relatively low frequency. 言い換えると、発光管１００に点灯回路４０が印加する高周波電圧の周波数は、１ＭＨｚ以下（例えば、４０〜５００ｋＨｚ）の比較的低い周波数の領域にすることが好ましい。 In other words, the frequency of the high frequency voltage lighting circuit 40 to the light-emitting tube 100 is applied, 1MHz or less (e.g., 40～500KHz) it is preferable that the region of relatively low frequency. これは、１３．５６ＭＨｚまたは数ＭＨｚのような比較的高い周波数領域で動作させる場合と比較して、４０ｋＨｚ〜１ＭＨｚ程度の周波数領域で動作させる場合には、高周波電源回路を構成する部材として、一般電子機器用の電子部品として使用されている安価な汎用品を使用することができるとともに、寸法の小さい部材を使用することが可能となるため、コストダウンおよび小型化を図ることができ、利点が大きいからである。 This compares with the case of operating at a relatively high frequency range such as 13.56MHz or several MHz, when operating in a frequency region of about 40kHz~1MHz as members constituting the high-frequency power supply circuit, generally it is possible to use an inexpensive general-purpose products that are used as an electronic component for electronic equipment, since it is possible to use a smaller member dimensions, it is possible to reduce the cost and size, the advantage This is because large. ただし、本実施形態の構成は、１ＭＨｚ以下の動作に限らず、１３．５６ＭＨｚまたは数ＭＨｚ等の周波数の領域においても動作させ得るものである。 However, the configuration of the present embodiment is not limited to the following operation 1 MHz, it is capable also be operated in the region of the frequency, such as 13.56MHz or several MHz.
本発明によれば、外管のうちの封止部の周囲に位置するネック部において、封止部の方から順に、ネック凹部とネック凸部とが形成されているので、白熱電球と同じような外観を有する電球形無電極蛍光ランプを提供することができる。 According to the present invention, the neck portion located around the sealing portion of the outer tube, in order of the sealing portion, since a neck recess and the neck convex portions are formed, like the incandescent bulbs appearance it is possible to provide a self-ballasted electrodeless fluorescent lamp having such. ネック凸部１６の残留応力が１４ＭＰａ以下である場合、電球形無電極蛍光ランプの発光管の割れを抑制することができる。 If the residual stress of the neck protrusion 16 is less than 14 MPa, it is possible to suppress the cracking of the arc tube of the self-ballasted electrodeless fluorescent lamp.
【図１】本発明の実施形態１にかかる電球形無電極蛍光ランプの発光管１００の構成を模式的に示す断面図である。 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a light emitting tube 100 of the self-ballasted electrodeless fluorescent lamp according to Embodiment 1 of the present invention.
【図２】発光管１００の外観を示す図である。 2 is a diagram showing the appearance of the arc tube 100.
【図３】実施形態１にかかる電球形無電極蛍光ランプ２００の構成を模式的に示す断面図である。 3 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a self-ballasted electrodeless fluorescent lamp 200 according to the first embodiment.
【図４】ネック凸部１６およびネック凹部１４の歪みを説明するための発光管１００の図である。 4 is a diagram of the arc tube 100 for describing the distortion of the neck protrusion 16 and the neck recess 14.
【図５】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、アニール処理前および後における発光管１００を歪測定した時の写真のトレース図である。 5 (a) and (b) are respectively a trace diagram of a photograph when the arc tube 100 and the strain measured in annealing before and after.
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態２にかかる製造方法を説明するための工程図である。 6 (a) ~ (c) are process views for explaining a manufacturing method according to a second embodiment of the present invention.
【図７】従来の電球形無電極蛍光ランプの構成を示す断面図である。 7 is a sectional view showing a configuration of a conventional self-ballasted electrodeless fluorescent lamp.
１０ 外管１３ ネック部１４ ネック凹部１６ ネック凸部２０ 内管２２ 細管（排気用） 10 outer tube 13 neck 14 neck recess 16 neck protrusion 20 inner tube 22 tubule (exhaust)
２４ 凹入部３０ 誘導コイル３２ コア（フェライトコア） 24 recessed portion 30 induction coil 32 core (ferrite core)
３４ 巻線（励起コイル） 34 winding (excitation coil)
４０ 点灯回路（高周波電源） 40 lighting circuit (high-frequency power source)
５０ ケース６０ 口金１００ 発光管（バルブまたは放電容器） 50 Case 60 mouthpiece 100 arc tube (bulb or the discharge vessel)
２００ 電球形無電極蛍光ランプ１０００ 電球形無電極蛍光ランプ１１００ 発光管 200 self-ballasted electrodeless fluorescent lamp 1000 self-ballasted electrodeless fluorescent lamp 1100 arc tube
発光ガスが封入され、凹入部を有する発光管と、 Emitting gas is enclosed, the arc tube having a recess,
前記凹入部に挿入された誘導コイルと、 And inserted induction coil to said recess,
前記誘導コイルに電気的に接続された点灯回路と、 A lighting circuit which is electrically connected to said induction coil,
前記点灯回路を収納するケースと、 A case for housing the lighting circuit,
前記点灯回路に電気的に接続され、前記ケースに取り付けられた口金とを備え、 The lighting circuit are electrically connected, and a cap attached to the casing,
前記発光管は、略球形の外管と、前記凹入部を規定する内管とから構成されており、 The arc tube and the outer tube substantially spherical, are composed of an inner tube defining said recess,
前記外管のうちの、前記外管と前記内管とが接合してなる封止部の周囲に位置するネック部において、前記封止部の方から順に、ネック凹部とネック凸部とが形成されている、電球形無電極蛍光ランプ。 In the neck portion located around, of the outer tube and the inner tube and the sealing portion formed by bonding of the outer tube, in order of the sealing portion, and a neck recess and the neck protrusion formed It is self-ballasted electrodeless fluorescent lamp.
前記発光管の外観は、実質的に、ガラス球形式Ａ形の形状である、請求項１に記載の電球形無電極蛍光ランプ。 The appearance of the arc tube is substantially a glass sphere form A shape, self-ballasted electrodeless fluorescent lamp of claim 1.
前記ネック凸部と、前記ケースの上端とは、近接または接触している、請求項１または２に記載の電球形無電極蛍光ランプ。 It said neck protrusion, the upper end of the case, near or in contact with which, according to claim 1 or 2 self-ballasted electrodeless fluorescent lamp according to.
前記ネック凸部の残留応力が１４ＭＰａ以下である、請求項１から３の何れか一つに記載の電球形無電極蛍光ランプ。 It said neck residual stress of the projecting portion is less than 14 MPa, self-ballasted electrodeless fluorescent lamp according to any one of claims 1 to 3.
前記ネック凹部の残留応力が１４ＭＰａ以下である、請求項１から４の何れか一つに記載の電球形無電極蛍光ランプ。 It said neck residual stress of the recesses is less than 14 MPa, self-ballasted electrodeless fluorescent lamp according to any one of claims 1 to 4.
前記ネック凸部および前記ネック凹部を含む前記ネック部の残留応力が７ＭＰａ以下である、請求項１から３の何れか一つに記載の電球形無電極蛍光ランプ。 The neck projections and the residual stress of the neck portion including said neck recess is less than 7 MPa, self-ballasted electrodeless fluorescent lamp according to any one of claims 1 to 3.
前記発光管における前記外管全体の残留応力が７ＭＰａ以下である、請求項６に記載の電球形無電極蛍光ランプ。 The residual stress of the entire outer tube in the arc tube is less than or equal to 7 MPa, self-ballasted electrodeless fluorescent lamp of claim 6.
一端に略球形の部位を有し且つ他端に開口部を有する外管と、筒状の内管とを用意する工程（ａ）と、 An outer tube having an opening and the other end has a portion of substantially spherical end, and a step of preparing a cylindrical inner tube (a),
前記外管内に前記内管をセットした後、前記外管の一部と前記内管の一部とを封着して、前記外管と前記内管とを接合する工程（ｂ）とを包含し、 After setting the inner tube to the outer tube, and sealed with a part of the inner tube and a portion of the outer tube, it encompasses the step (b) for bonding the inner tube and the outer tube and,
前記工程（ｂ）において、前記外管と前記内管とが接合する封止部の周囲に位置するネック部に、ネック凹部とネック凸部とを形成する工程を実行し、 Wherein in the step (b), the neck portion and the outer tube and the inner tube is positioned around the sealing portion to be bonded, perform a process of forming a neck recess and the neck protrusion,
前記工程（ｂ）の後、少なくとも前記ネック凸部を加熱することによって、前記ネック凸部の残留応力を１４ＭＰａ以下にする工程を実行する、電球形無電極蛍光ランプの製造方法。 After the step (b), by heating at least the neck protrusion, performing the steps of the residual stress of the neck protrusion below 14 MPa, method of manufacturing the self-ballasted electrodeless fluorescent lamp.
前記残留応力を１４ＭＰａ以下にする工程は、 Step of the residual stress below 14MPa, the
前記外管を構成するガラス材料についての徐冷点の温度でアニールする工程を含む、請求項８に記載の電球形無電極蛍光ランプの製造方法。 Comprising the step of annealing at a temperature of annealing point for the glass material constituting the outer tube, a manufacturing method of the self-ballasted electrodeless fluorescent lamp of claim 8.
JP2002221944A 2002-07-30 2002-07-30 Bulb type electrodeless fluorescent lamp and method of manufacturing the same Pending JP2006054054A (en)
JP2002221944A JP2006054054A (en) 2002-07-30 2002-07-30 Bulb type electrodeless fluorescent lamp and method of manufacturing the same
PCT/JP2003/009519 WO2004012224A1 (en) 2002-07-30 2003-07-28 Bulb type electrodeless fluorescent lamp and method of manufacturing the fluorescent lamp
AU2003252707A AU2003252707A1 (en) 2002-07-30 2003-07-28 Bulb type electrodeless fluorescent lamp and method of manufacturing the fluorescent lamp
JP2006054054A true true JP2006054054A (en) 2006-02-23
ID=31184885
JP2002221944A Pending JP2006054054A (en) 2002-07-30 2002-07-30 Bulb type electrodeless fluorescent lamp and method of manufacturing the same
JP (1) JP2006054054A (en)
WO (1) WO2004012224A1 (en)
JP2008270101A (en) * 2007-04-24 2008-11-06 Matsushita Electric Works Ltd Manufacturing method of bulb for electrodeless lamp
JP3829557B2 (en) * 1999-11-17 2006-10-04 松下電工株式会社 An electrodeless discharge lamp lighting device
WO2004012224A1 (en) 2004-02-05 application
US20020158567A1 (en) 2002-10-31 Self-ballasted electrodeless discharge lamp and electrodeless discharge lamp
US20030210550A1 (en) 2003-11-13 Bulb-type lamp and manufacturing method for the bulb-type lamp
US20050077829A1 (en) 2005-04-14 Small arc tube, low-pressure mercury lamp, lighting apparatus, mandrel for forming the arc tube, and production method of the arc tube
JP2005158467A (en) 2005-06-16 Manufacturing method of arc tube, arc tube, low pressure mercury vapor lamp, and lighting system
JPH09320541A (en) 1997-12-12 Electrodeless fluorescent lamp
WO2001061730A1 (en) 2001-08-23 Electric lamp/reflector unit
US20070052365A1 (en) 2007-03-08 Manufacturing method of high-pressure discharge lamp, high-pressure discharge lamp, lamp unit using high-pressure discharge lamp, and image display apparatus using high-pressure discharge lamp
US20120014118A1 (en) 2012-01-19 Method and System for Replacing a Plasma Lamp Using a Removable Base Member from a Resonator Assembly