JP2004199908A - 蛍光ランプおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】コストの増大を招くことなく、取り扱い時にブリッジおよび管球に損傷を生じ難く、取り扱い性に優れる蛍光ランプおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】管球間ブリッジ40と直管部11および直管部21との境界において、最もz方向下部での外周面間の間隙をD1とする。
一方、z方向上方において、直管部11と直管部21とが最も接近する箇所での間隙をD2とする。
このように間隔D1、D2を設定するとき、本発明の実施の形態に係る蛍光ランプ1では、D2/D1が0.05以上0.70以下の数値範囲内となるように、管球10および管球20が図中のy方向に傾斜された状態で立設されている。
【選択図】 図1
【解決手段】管球間ブリッジ40と直管部11および直管部21との境界において、最もz方向下部での外周面間の間隙をD1とする。
一方、z方向上方において、直管部11と直管部21とが最も接近する箇所での間隙をD2とする。
このように間隔D1、D2を設定するとき、本発明の実施の形態に係る蛍光ランプ1では、D2/D1が0.05以上0.70以下の数値範囲内となるように、管球10および管球20が図中のy方向に傾斜された状態で立設されている。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蛍光ランプおよびその製造方法に関し、特に、蛍光ランプの取り付け時などにおける取り扱い性の向上のための技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、長寿命、低消費電力などの優位性から、片口金型の蛍光ランプ、所謂コンパクト蛍光ランプが使用されている。
コンパクト蛍光ランプは、小型化を可能とするために、U字状の放電路を有する管球を複数連結して、1本の蛇行状放電路を有するように形成されている。具体的には、管球における放電路の折り返し部とは反対側の領域どうしをブリッジ連結することで管球間の放電路を連通し、一本の蛇行状放電路を形成している。そして、コンパクト蛍光ランプは、このような形状に連結された複数の管球を、ブリッジ連結された側が根元側、放電路の折り返し部が先端側となるように、ケース上に立設されて構成されている(例えば、特許文献1参照。)。ここで、各々の管球における放電路の折り返し部にあたるランプの先端部分では、管球どうしの間に間隙が設けられている。
【0003】
ところで、このようなコンパクト蛍光ランプをソケットなどに装着しようとする際には、ランプの先端部分近傍(ケースとは反対側の部分)を手で掴んで行なうのが一般的である。この際に、先端部分近傍における管球と管球との間には、圧縮力が加わることになり、ブリッジ連結されていない部分で管球と管球との間隙が狭くなってゆく。このとき、根元側に形成されたブリッジにも力が加わって歪んでしまい、ブリッジと管球との境界部分にクラックを生じることがある。場合によっては、管球自体にクラックなどの損傷を受けることもある。
【0004】
このようなランプ取り付け時における損傷を抑制しようと、特許文献2には、圧縮力がかかっても管球と管球との間隙が小さくなってしまわないように、先端部分における管球と管球との間隙に取り付け用スペーサーを介挿させた状態で蛍光ランプをソケットに取り付け、取り付け後にこのスペーサーを取り除いて蛍光ランプを発光駆動するという技術が開示されている。
【0005】
また、特許文献3には、2本以上のV字状管球を取り付け基盤上に立設させる際に、各々の管球を内方に傾斜させる、という技術が開示されている。
【0006】
【特許文献1】
特開昭62−278749号公報
【0007】
【特許文献2】
特開昭62−90844号公報
【0008】
【特許文献3】
実開昭63−128662号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献2に開示されている蛍光ランプにおいては、蛍光ランプをソケットに取り付ける際の損傷を抑制することは可能であるが、蛍光ランプの本来の機能である発光駆動に全く寄与しない部品(スペーサー)を備えておく必要があり、光量が低下したり、コストが増大したりしてしまう。
【0010】
また、特許文献3に開示されている蛍光ランプでは、ブリッジがケースの基盤面よりも内方に収納されているので、ブリッジが損傷を受け易いという問題は生じないものの、V字状の管球を用いていることから、管球を立設させるホルダーの面積を大きなものとすることが必要であり、蛍光ランプのコンパクト性という面で劣る。これにより、蛍光ランプを収納するための包装容器も大きな容積を有するものを使用せざるを得ず、コスト面で不利である。また、この蛍光ランプでは、単に管球を内方に傾斜させているだけであるので、ブリッジあるいは管球の損傷発生を十分に抑制できない。
【0011】
さらに特許文献3の蛍光ランプでは、ブリッジをケース内に収納しているので、その近傍における管球もケース内に収納されることとなり、その分、光量が低下してしまう。
本発明は、このような課題を解決しようとなされたものであって、コストの増大を招くことなく、取り扱い時にブリッジおよび管球に損傷を生じ難く、取り扱い性に優れる蛍光ランプおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、各々にU字状の放電路を有する第1管球と第2管球とが、各々における放電路の一端部の近傍領域でブリッジにより連結されてなる蛍光ランプであって、第1管球と第2管球との間隙は、一端部から放電路の折り返し部に向けて連続的に狭くなっており、ブリッジにより連結された領域における放電路の一端部の側での間隙をD1とし、折り返し部の近傍領域における第1管球と第2管球との最接近間隙をD2とするとき、D2/D1が0.05以上0.70以下の範囲に設定されていることを特徴とする。
【0013】
この蛍光ランプにおいては、D2/D1が0.05以上0.70以下の数値範囲に設定されているので、ランプ取り付け時などにおいて、蛍光ランプにおける第1管球および第2管球の折り返し部側を手で掴んだ場合にも、ブリッジが破損、あるいは、ガラス管が破損する前に、各々の管球の撓みによりD2規定箇所における管球の外周面どうしが接触して応力が緩和される。
【0014】
従って、本発明に係る蛍光ランプは、取り付け時などにおいて、わざわざ管球の折り返し部における第1管球と第2管球との間に取り付け用のスペーサーを介挿させておかなくても、ブリッジおよび両管球が破損することはなく、コストを上昇を招くことなく、取り扱い性に優れる。
なお、上記蛍光ランプにおいて、D2/D1は、第1管球および第2管球が他から応力を受けていない状態、つまり、上記特許文献2に開示のようなスペーサーが管球間に介挿されていない状態での数値である。
【0015】
蛍光ランプにおいては、現在種々のサイズのものが製造、使用されているが、各々の管球において、D1の規定箇所からD2の規定箇所までの直線距離が50mm以上200mm以下であるようなサイズの蛍光ランプに対して、上記本発明を適用することができる。
上記蛍光ランプでは、各々のガラス管において、D1の規定箇所とD2の規定箇所とをそれぞれ仮想線で結んだとき(第1仮想線、第2仮想線)、2本の仮想線がなす角度を0.4°以上3.0°以下に設定しておけば、折り返し部付近における第1管球と第2管球との間に圧縮応力がかかった際にも、ブリッジおよび両管球の破損を防止できるという効果が一層確実に奏される。
【0016】
蛍光ランプにおいて、管球の放電路には、一般に希ガスとともに、金属水銀蒸気が封入され、最冷点制御方式により蒸気圧のコントロールをするものがあるが、上記本発明に係る蛍光ランプでは、D2/D1を0.05以上0.70以下と規定しているので、D2規定箇所でも第1管球と第2管球との外周面どうしが接触しておらず、このように最冷点制御方式を用いる場合にも、光束が低くなることがない。つまり、最冷点制御方式により蒸気圧コントロールを行なう蛍光ランプでは、管球の外周面どうしが接触していると、発光時の温度上昇によって光束が低くなってしまうが、D2/D1を0.05以上として折り返し部近傍のD2規定箇所で管球の外周面どうしの間に隙間を確保することで光量が高く維持される。
【0017】
本発明は、第1管球と第2管球とを、前記ブリッジが根元側、折り返し部が先端側となるようにケース上に立設した形態の蛍光ランプ、例えば、片口金のコンパクト型蛍光ランプに対して特に効果を奏する。
なお、放電路にアマルガムが封入され、アマルガム制御方式を持って蒸気圧をコントロールする蛍光ランプでは、管球における放電路の折り返し部で管球の外周面どうしが接触していても、最冷点制御方式を用いる蛍光ランプのように光束が低くなることがないので、取り扱い性をより一層向上させるために、放電路の折り返し部の近傍領域で管球の外周面どうしを接触させておくことが望ましい。
【0018】
また、本発明に係る蛍光ランプの製造方法は、各々にU字状の放電路を有する第1管球と第2管球の各々に対して、その一端部の近傍を加熱溶融して開口するステップと、このステップの後に、第1管球における開口部を臨む縁に形成された第1溶融部と、第2管球における開口部を望む縁に形成された第2溶融部とを突き合わすステップと、第1溶融部と第2溶融部とが突き合わされた箇所における第1管球と第2管球との間隙をD1とするとともに、放電路の折り返し部の近傍領域における第1管球と第2管球との最接近間隙をD2とする間隙形成ステップと、溶融部の温度が前記ガラス管を構成するガラス材料の歪点になるまでの間、D1およびD2の両間隙を保持するステップとを有する製造方法であって、D2/D1を0.05以上0.70以下の範囲に規定することを特徴とする。
【0019】
この蛍光ランプの製造方法では、第1溶融部と第2溶融部とを突き合わせるステップの後、両溶融部の温度がガラスの歪点になるまでの間に、間隙形成ステップと、D1およびD2の間隙を維持するステップとを有しているので、上記のようにD2/D1の数値範囲が設定された蛍光ランプを歩留まりよく製造することができる。
【0020】
また、この製法を用いて製造された蛍光ランプでは、ランプ取り付け時などに上記D2規定箇所に従来の取り付け用スペーサーなどを介挿させなくても、圧縮応力によってブリッジおよびガラス管(管球)が損傷しないので、コスト面でも優れる。
従って、本発明に係る蛍光ランプの製造方法では、低コストで、取り扱い性に優れる蛍光ランプを得ることができる。
【0021】
上記蛍光ランプの製造方法において、D1およびD2の各間隔を確保するには、種々の手段を用いることができるが、製造コストおよび精度の面から、それぞれの間隔に相当する厚みを持った第1スペーサーと第2スペーサーとの2つのスペーサーを用いることが望ましい。
また、第1スペーサーおよび第2スペーサーに用いる材料は、製造段階で付加される熱、およびガラス管の傷発生防止などの点を考慮して、銅あるいは銅合金を用いることが望ましい。
【0022】
【発明の実施の形態】
(コンパクト蛍光ランプ1の構成)
本発明の実施の形態に係るコンパクト蛍光ランプ(以下、単に「蛍光ランプ」という。)1の構造について、図1を用いて説明する。
図1に示すように、蛍光ランプ1は、片口金構造を有するランプであって、U字状の放電路を有する管球10と管球20とが、図中のz方向下部分において、管球間ブリッジ40で連結され、この状態でケース30上に立設されて構成されている。
【0023】
なお、放電路がU字状とは、各々の管球10、20における放電路の中程で管画折り返されており、その折り返し部およびその近傍以外の領域で折り返し部両側の放電路が互いに略平行となっている状態のものをいう。
また、図1に示すとおり、管球間ブリッジ40は、ケース30の外部に形成されている。これは、放電路を最大限ケース30の外部に出すことで、ランプ効率を高めるためである。
【0024】
管球10は、直管部11と直管部12とが、図中のz方向上部分で管球内ブリッジ13によって連結され、直管部11、12の放電路が連通されることで構成され、内部にU字状の放電路(不図示)が形成されている。この管球内ブリッジ13は、管球10の放電路における折り返し部に相当する。また、管球10においては、管球内ブリッジ13よりz方向上方に突出した部分を有しているが、この箇所は、管球10における最冷点箇所に相当する。そして、直管部12のz方向下端部には、電極(不図示)が形成されている。
【0025】
管球20についても、管球10と同様に、管球内ブリッジ23により連結され、放電路が連通された直管部21、22から構成されている。管球20においても、管球内ブリッジ23が放電路の折り返し部に相当する。そして、管球20においても、直管部22のz方向下端部に電極(不図示)が形成されている。
なお、直管部11、12、21、22は、それぞれが外周径5mm以上20mm以内のガラス管から構成されている。
【0026】
また、直管部11では、ポイントP1とポイントP3との直線距離が50mm以上200mm以下に設定されており、同様に直管部21におけるポイントP2とポイントP4との直線距離も50mm以上200mm以下に設定されている。
蛍光ランプ1においては、管球内ブリッジ13、23および管球間ブリッジ40によって、管球10の直管部11、12および管球20の直管部21、22が連結され、これにより一本の蛇行状放電路が形成されることになる。
【0027】
ケース30には、管球10、20が立設された側とは反対側(図中の下側)に電極31が設けられている。電極31は、ケース30内で管球10、20の電極と接続されている。
図1の下部拡大部分に示すように、管球間ブリッジ40と直管部11および直管部21との境界において最もz方向下部での外周面間の間隙をD1をする。そして、直管部11の外周面において、管球間の間隙がD1の箇所(以下、「D1規定箇所」という。)をポイントP1とし、直管部21の外周面におけるD1規定箇所をポイントP2とする。
【0028】
一方、上部拡大部分に示すように、図中のz方向上方において、直管部11と直管部21とが最も接近する箇所での間隙をD2とする。そして、この直管部11の外周面において、管球間の間隙がD2の箇所(以下、「D2規定箇所」という。)をポイントP3とし、直管部21の外周面におけるD2規定箇所をポイントP4とする。
【0029】
上述のように間隔D1、D2を設定するとき、本発明の実施の形態に係る蛍光ランプ1では、D2/D1が0.05以上0.70以下の数値範囲内となるように、管球10および管球20が図中のy方向に傾斜された状態で立設されている。これによって、管球10における直管部11と管球20における直管部21との間隔は、管球10、20の根元側で最も広く、図中のz方向の上にゆくほど連続的に狭くなるようになっている。
【0030】
ここで、管球10における直管部12と管球20における直管部22との間隔についても、直管部11と直管部21との間隔と同様に、z方向の上にゆくほど連続的に狭くなっている。
(コンパクト蛍光ランプ1の優位性)
上記構成を有する蛍光ランプ1では、管球10と管球20との間にスペーサーなどを介挿しなくても、取り付け時などに管球間ブリッジ40および管球10、20が損傷を受けることがないので、コスト面および取り扱い性の両方で優位性を有している。
【0031】
具体的に、コンパクト型蛍光ランプをソケットに取り付けようとする場合には、図1におけるD2規定箇所の近傍部分で管球10と管球20とを一纏めで掴むのが一般的であり、D2規定箇所において、直管部11と直管部21とは、D2規定箇所に力Fを受けることになる。このとき、力Fが加わる箇所に管球間ブリッジなどが設けられていないので、上記特許文献1に代表される従来の蛍光ランプ(D2/D1=1.0)では、圧縮力Fによって管球間ブリッジ40および管球10、20に大きな歪が発生する。そして、加える力Fによっては、管球間ブリッジ40あるいは管球10、20にクラックなどの損傷を生じることがある。
【0032】
これに対して、本実施の形態に係るコンパクト蛍光ランプ1では、D2/D1を0.05以上0.70以下の数値範囲に規定しているので、管球間ブリッジ40および管球10、20にクラックなどを生じる前にポイントP3とポイントP4とが接触状態となる。よって、力Fは、ポイントP3とポイントP4とが接触状態となった後には分散されることになり、実際的な力F(例えば、200N程度)では、管球間ブリッジ40および管球10、20が破損することがない。
【0033】
なお、蛍光ランプ1の取り扱い性の向上だけを確保しようとする場合には、D2=0としても優れた取り扱い性を得ることが出来るが、最冷点制御方式により蒸気圧コントロールを行なう蛍光ランプにあっては、最冷点箇所であるD2規定箇所で管球10、20どうしが接触するとランプ光束が低下してしまう。よって、本実施の形態では、D2/D1を0.05以上0.70以下の数値範囲に規定している。言い換えれば、アマルガム制御方式により蒸気圧コントロールを行なう蛍光ランプなどでは、D2=0に設定しておいてもよい。
(コンパクト蛍光ランプ1の製造方法)
次に、上記蛍光ランプ1の製造方法について、図2〜4を用いて説明する。以下では、蛍光ランプ1の製造過程のうちでも、本発明の実施の形態に係る蛍光ランプ1の特徴部分である、管球間ブリッジ40の形成過程について、説明する。
【0034】
先ず、図2および図3に示すように、予め管球内ブリッジ13によって連結された2つの直管部11、12からなる管球10と、同様に管球内ブリッジ23によって連結された2つの直管部21、22からなる管球20に対して予熱を行なう(図2のステップS1)。
図3(a)に示すように、直管部11、12、21、22の下端側からは、排気管111、121、211、221がそれぞれ延出されており、直管部12、22からは、これに加えてリード線122、222が延出されている。そして、直管部11および直管部21のそれぞれにおける連結予定箇所41、42を、バーナー500によって使用ガラス材料の軟化点以上まで加熱し(図2のステップS2)、その中心部近傍を開口(吹破り)する(図2のステップS3)。
【0035】
次に、図3(b)に示すように、上記ステップS3で中心部近傍が開口された連結予定部41と連結予定部42とを接合するように、管球10と管球20とを突き合わせる(図2のステップS4)。突き合わされた状態の直管部11、21では、互いの開口縁の溶融部どうしが接合されることによって、当接部43が形成される。
【0036】
なお、ここまでの過程は、上記特許文献1などに開示された従来技術と同様であるので、詳細な加工条件などの記載を省略する。
次に、本発明の実施の形態の特徴部分である管球の間隙拡げ(図2のステップS5)から徐冷(図2のステップS6)に至る過程について説明する。
図3(c)に示すように、上記ステップS4で突き合わされた直管部11と直管部21との間に対して、ともに金属材料(例えば、銅)あるいは耐熱性の樹脂材料からなる2つのスペーサー501、502を挿入してゆく(図2のステップS5)。この内、スペーサー502は、当接部43が形成された側の一端側より挿入され、幅D1を有している。そして、スペーサー502の挿入深さは、スペーサー502が当接部43に丁度外接する深さに設定する。
【0037】
また、スペーサー501は、スペーサー502とは反対側、即ち、管球内ブリッジ13、23で連結された側の端部から挿入され、幅D2を有している。スペーサー501の挿入深さは、スペーサー502ほど厳密に設定する必要はなく、最終的に直管部11と直管部21との最接近間隔が幅D2となるようにしておけばよい。
【0038】
なお、図3(c)に示すように、直管部11と直管部21には、両方の外側より力f1をかけておく。これは、直管部11および直管部21とスペーサー501、502との間に隙間が生じないようにするものである。具体的には、上記ステップS1の段階から管球10、20を掴んでいるチャック(不図示)を用いて力f1を加える。
【0039】
ステップS5の後の管球10、20に対して、スペーサー501、502が挿入され、チャックより力f1が加えられたままの状態で、使用ガラス材料の歪点よりも低い温度となるまで徐冷する(図2のステップS6)。
最後に、スペーサー501、502を管球10、20から抜き、チャックからの力f1を解除することにより、管球10と管球20との連結が完了し、管球間ブリッジ40が設けられることになる。このとき、スペーサ-501、502を用いたことによって、蛍光ランプ1においては、D1、D2が正確に設定される。
【0040】
上記図3(c)に示すステップS5について、図4を用いてもう少し具体的に説明する。図4には、回転式あるいは非回転式の多頭製造機における管球間隙拡げのための装置部分を示している。
図4(a)に示すように、ステップS4で突き合わされた管球10、20は、スペーサー501とスペーサー502との間隙に並行して挿入される。スペーサー501、502は、上述のように、ともに金属材料あるいは耐熱性の樹脂材料から構成されており、細長い板状である。そして、スペーサー501、502における管球10、20を挿入し始める部分501a、502aは、幅方向および厚み方向がテーパー状に加工されている。
【0041】
図4(b)は、管球10、20が図4(a)におけるA−Aの位置まで挿入された状態での相対関係を示している。図4(b)に示すように、管球10,20がテーパー状に加工された部分501a、502aに少しだけ挿入された状態では、管球10、20に対して、スペーサー501、502が所定の挿入深さまで達するには至っていない。
【0042】
図4(c)は、管球10、20が図4(a)におけるB−Bの位置まで挿入された状態での相対関係を示している。図4(c)の状態では、管球10の直管部11と管球20の直管部12とが所望の間隔および傾斜角度となっている。つまり、管球10と管球20とは、この状態で上記図1におけるポイントP1、P2間の間隔がD1、ポイントP3、P4間の間隔がD2に設定される。
【0043】
なお、図4では、管球10、20を保持するためのチャックを省略しているが、上記図3(c)と同様に、管球10、20は各スペーサー501、502との間に隙間を生じないように保持されている。そして、管球10、20は、ともに相対関係を保持された状態で徐冷され、管球10、20の温度が、用いている材料ガラスの歪点よりも低くなった時点でスペーサー501、502から外される。言い換えれば、スペーサー501、502は、製造ラインの送り速度を考慮の上、材料ガラスの歪点よりも管球10、20の温度が低くなるまで介挿される長さに設定されている。
【0044】
以上のようにして、ランプを取り付ける際などに上記図1の力Fが加えられた場合にも、管球間ブリッジ40および管球10、20に損傷を受け難い蛍光ランプ1を作製することができる。
(変形例)
上記図1における蛍光ランプ1では、管球10と管球20との間における上下2箇所の間隔D1、D2を、D2/D1が0.05以上0.70以下となるように設定したが、本変形例では、管球10と管球20との傾斜角度を規定することで、蛍光ランプの取り扱い性を優れたものとする。
【0045】
図5に示すように、直管部11において、ポイントP1とポイントP3とを仮想直線L1で結ぶ。同様にして、直管部21のポイントP2とポイントP4とを仮想直線L2で結ぶ。
このように得られた仮想直線L1と仮想直線L2とは、蛍光ランプの上方で角度θ(0.4°以上1.2°以下)をもって交差する。
【0046】
このような蛍光ランプにおいて、管球10と管球20との連結は、上記図3、4に示すようなスペーサー501、502を用いて実施しても良いし、管球10、20を保持しているチャックにより角度θが得られるように実施しても良い。このように仮想直線L1と仮想直線L2とがなす角度θを0.4°以上3.0°以下の範囲に規定した蛍光ランプにおいては、上記蛍光ランプ1と同様に、図1に示す力Fが加えられた場合にも、管球間ブリッジ40および管球10、20が破損することがない。この場合における破損抑制のメカニズムも、上記蛍光ランプ1の破損抑制のメカニズムと同じである。
(確認実験)
上記実施の形態および変形例についての確認実験について、図6、7を用いて説明する。図6に、本実験で用いた実験装置の概略を示し、図7に得られた実験結果をプロットした。
【0047】
図6に示すように、用いた実験装置は、固定板503に対して直管部61における先端側をあてがい、もう一方の直管部51にあて板504を介した状態でプッシュプルゲージ505を当接した。この状態で、プッシュプルゲージ505に対して、直管51と直管D2との間隔D2が小さくなる方向に圧縮力f2を加えてゆく。そして、圧縮力f2を上昇させていったときの管球間ブリッジ70および管球(直管部51、61)の損傷具合を目視で調べた。
【0048】
実験に用いた蛍光ランプの構成は、次に示すようなものである。
蛍光ランプ型式:13Wタイプのコンパクト蛍光ランプ
直管部外周径:12.5mm
P5〜P7距離(L1):90mm
P6〜P8距離(L2):90mm
間隔D1:2.0mm
間隔D2を9水準で変化させた蛍光ランプをそれぞれ5サンプルずつ形成し、上記圧縮実験に供した。実験結果を表1に示し、D2/D1値と圧縮強度(平均値)との関係を図7に示す。
【0049】
【表1】
【0050】
表1に示すように、D2/D1値が0.70以下の蛍光ランプでは、管球間ブリッジ70および直管部51、61に破損を生じたサンプルはなく、圧縮強度も上限である200Nを得た。
これに対して、D2/D1値が0.75以上のサンプルでは、圧縮力f2が200Nに達する前に破損を生じるサンプルがあった。特に、D2/D1値が0.90および1.00(直管部51と直管部61とが平行)の蛍光ランプでは、各々5サンプル全てに破損を生じた。
【0051】
また、仮想線L1(図5参照)と仮想線L2(図5参照)とのなす角度θという面から、表1より、0.4°以上1.2°以下の範囲でサンプルに破損を生じなかった。ただし、実験結果としては示していないが、角度θの上限値は、1.2°ではなく、3.0°であることを確認している。
圧縮強度について、図7を用いて説明する。図7における圧縮強度は、各水準の5サンプルの平均値を指している。
【0052】
図7に示すように、平均圧縮強度は、D2/D1値が0.70以下で上限である200Nとなっているが、これを超えると急激に低下している。
なお、実験は実施していないが、D2/D1=0、即ち、ランプの先端部で管球どうしが接しているような蛍光ランプでも、圧縮力f2によって管球間ブリッジ70および直管部51、61に破損を生じることはない、と考えられる。ただし、最冷点制御方式を用いた蛍光ランプの場合には、最冷点箇所であるランプの先端部で管球どうしが接触しないほうが光束を高く維持するために望ましい。
【0053】
以上の実験結果より、コンパクト蛍光ランプにおいて、D2/D1を0.70以下、望ましくは0.05以上0.70以下に設定しておけば、ランプ取り付け時などに管球間ブリッジ70および直管部51、61が破損することがない。
また、規定対象を角度θとすると、蛍光ランプの取り扱い性に優れるのは、0.4°以上3.0°以下の数値範囲となる。
(その他の事項)
なお、上記実施の形態および変形例では、管球10、20にH字状の外観を有するものを用いたが、本発明は、U字状の放電路を有する管球であれば、これに限定を受けるものではない。例えば、それぞれの管球が一本の直管をU字状に曲げたものなどでも使用することが出来る。
【0054】
また、蛍光ランプに備える管球の員数は、実施の形態および変形例では2つとしたが、これに限定されるものではなく、3つ以上であっても良い。
さらに、上記実施の形態および変形例では、最冷点制御方式により蒸気圧コントロールを行なう蛍光ランプを用いたが、アマルガムなどが封入されていても良い。その場合、上述のように、D2=0でもランプ光束が低下しないので、D2/D1の設定範囲は、0以上0.70以下ということになる。
【0055】
【発明の効果】
以上説明のように、本発明の蛍光ランプでは、D2/D1が0.05以上0.70以下の数値範囲に設定されているので、ランプ取り付け時などにおいて、蛍光ランプにおける第1管球および第2管球の折り返し部側を手で掴んだ場合にも、ブリッジが破損、あるいは、ガラス管が破損する前に、各々の管球の撓みによりD2規定箇所における管球の外周面どうしが接触して応力が緩和される。
【0056】
従って、本発明に係る蛍光ランプは、取り付け時などにおいて、わざわざ管球の折り返し部における第1管球と第2管球との間に取り付け用のスペーサーを介挿させておかなくても、ブリッジおよび両管球が破損することはなく、コストを上昇させることなく、取り扱い性に優れる。
また、本発明に係る蛍光ランプの製造方法は、第1溶融部と第2溶融部とを突き合わせるステップの後、両溶融部の温度がガラスの歪点になるまでの間に、間隙形成ステップと、D1およびD2の間隙を維持するステップとを有しているので、上記D2/D1の数値範囲が設定された蛍光ランプを歩留まりよく製造することができる。
【0057】
また、この製法を用いて製造された蛍光ランプでは、取り付け時における取り扱い性向上のために、上記特許文献2に記載の蛍光ランプのようなスペーサーを有していないので、コスト面でも優れる。
従って、本発明に係る蛍光ランプの製造方法では、低コストで、取り扱い性に優れる蛍光ランプを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態に係る蛍光ランプ1の斜視図である。
【図2】ガラス管の連結工程を示す工程図である。
【図3】図2における各工程を示す工程図である。
【図4】ガラス管の間隙拡げ工程を示す斜視図(正面図)である。
【図5】実施の形態に係る蛍光ランプ1の平面図である。
【図6】確認実験における装置を示す構成図である。
【図7】D2/D1値と圧縮強度との関係を示すチャートである。
【符号の説明】
1.蛍光ランプ
10、20.管球
13、23.管球内ブリッジ
30.ケース
40、70.管球間ブリッジ
501、502.加工用スペーサー
【発明の属する技術分野】
本発明は、蛍光ランプおよびその製造方法に関し、特に、蛍光ランプの取り付け時などにおける取り扱い性の向上のための技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、長寿命、低消費電力などの優位性から、片口金型の蛍光ランプ、所謂コンパクト蛍光ランプが使用されている。
コンパクト蛍光ランプは、小型化を可能とするために、U字状の放電路を有する管球を複数連結して、1本の蛇行状放電路を有するように形成されている。具体的には、管球における放電路の折り返し部とは反対側の領域どうしをブリッジ連結することで管球間の放電路を連通し、一本の蛇行状放電路を形成している。そして、コンパクト蛍光ランプは、このような形状に連結された複数の管球を、ブリッジ連結された側が根元側、放電路の折り返し部が先端側となるように、ケース上に立設されて構成されている(例えば、特許文献1参照。)。ここで、各々の管球における放電路の折り返し部にあたるランプの先端部分では、管球どうしの間に間隙が設けられている。
【0003】
ところで、このようなコンパクト蛍光ランプをソケットなどに装着しようとする際には、ランプの先端部分近傍(ケースとは反対側の部分)を手で掴んで行なうのが一般的である。この際に、先端部分近傍における管球と管球との間には、圧縮力が加わることになり、ブリッジ連結されていない部分で管球と管球との間隙が狭くなってゆく。このとき、根元側に形成されたブリッジにも力が加わって歪んでしまい、ブリッジと管球との境界部分にクラックを生じることがある。場合によっては、管球自体にクラックなどの損傷を受けることもある。
【0004】
このようなランプ取り付け時における損傷を抑制しようと、特許文献2には、圧縮力がかかっても管球と管球との間隙が小さくなってしまわないように、先端部分における管球と管球との間隙に取り付け用スペーサーを介挿させた状態で蛍光ランプをソケットに取り付け、取り付け後にこのスペーサーを取り除いて蛍光ランプを発光駆動するという技術が開示されている。
【0005】
また、特許文献3には、2本以上のV字状管球を取り付け基盤上に立設させる際に、各々の管球を内方に傾斜させる、という技術が開示されている。
【0006】
【特許文献1】
特開昭62−278749号公報
【0007】
【特許文献2】
特開昭62−90844号公報
【0008】
【特許文献3】
実開昭63−128662号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献2に開示されている蛍光ランプにおいては、蛍光ランプをソケットに取り付ける際の損傷を抑制することは可能であるが、蛍光ランプの本来の機能である発光駆動に全く寄与しない部品(スペーサー)を備えておく必要があり、光量が低下したり、コストが増大したりしてしまう。
【0010】
また、特許文献3に開示されている蛍光ランプでは、ブリッジがケースの基盤面よりも内方に収納されているので、ブリッジが損傷を受け易いという問題は生じないものの、V字状の管球を用いていることから、管球を立設させるホルダーの面積を大きなものとすることが必要であり、蛍光ランプのコンパクト性という面で劣る。これにより、蛍光ランプを収納するための包装容器も大きな容積を有するものを使用せざるを得ず、コスト面で不利である。また、この蛍光ランプでは、単に管球を内方に傾斜させているだけであるので、ブリッジあるいは管球の損傷発生を十分に抑制できない。
【0011】
さらに特許文献3の蛍光ランプでは、ブリッジをケース内に収納しているので、その近傍における管球もケース内に収納されることとなり、その分、光量が低下してしまう。
本発明は、このような課題を解決しようとなされたものであって、コストの増大を招くことなく、取り扱い時にブリッジおよび管球に損傷を生じ難く、取り扱い性に優れる蛍光ランプおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、各々にU字状の放電路を有する第1管球と第2管球とが、各々における放電路の一端部の近傍領域でブリッジにより連結されてなる蛍光ランプであって、第1管球と第2管球との間隙は、一端部から放電路の折り返し部に向けて連続的に狭くなっており、ブリッジにより連結された領域における放電路の一端部の側での間隙をD1とし、折り返し部の近傍領域における第1管球と第2管球との最接近間隙をD2とするとき、D2/D1が0.05以上0.70以下の範囲に設定されていることを特徴とする。
【0013】
この蛍光ランプにおいては、D2/D1が0.05以上0.70以下の数値範囲に設定されているので、ランプ取り付け時などにおいて、蛍光ランプにおける第1管球および第2管球の折り返し部側を手で掴んだ場合にも、ブリッジが破損、あるいは、ガラス管が破損する前に、各々の管球の撓みによりD2規定箇所における管球の外周面どうしが接触して応力が緩和される。
【0014】
従って、本発明に係る蛍光ランプは、取り付け時などにおいて、わざわざ管球の折り返し部における第1管球と第2管球との間に取り付け用のスペーサーを介挿させておかなくても、ブリッジおよび両管球が破損することはなく、コストを上昇を招くことなく、取り扱い性に優れる。
なお、上記蛍光ランプにおいて、D2/D1は、第1管球および第2管球が他から応力を受けていない状態、つまり、上記特許文献2に開示のようなスペーサーが管球間に介挿されていない状態での数値である。
【0015】
蛍光ランプにおいては、現在種々のサイズのものが製造、使用されているが、各々の管球において、D1の規定箇所からD2の規定箇所までの直線距離が50mm以上200mm以下であるようなサイズの蛍光ランプに対して、上記本発明を適用することができる。
上記蛍光ランプでは、各々のガラス管において、D1の規定箇所とD2の規定箇所とをそれぞれ仮想線で結んだとき(第1仮想線、第2仮想線)、2本の仮想線がなす角度を0.4°以上3.0°以下に設定しておけば、折り返し部付近における第1管球と第2管球との間に圧縮応力がかかった際にも、ブリッジおよび両管球の破損を防止できるという効果が一層確実に奏される。
【0016】
蛍光ランプにおいて、管球の放電路には、一般に希ガスとともに、金属水銀蒸気が封入され、最冷点制御方式により蒸気圧のコントロールをするものがあるが、上記本発明に係る蛍光ランプでは、D2/D1を0.05以上0.70以下と規定しているので、D2規定箇所でも第1管球と第2管球との外周面どうしが接触しておらず、このように最冷点制御方式を用いる場合にも、光束が低くなることがない。つまり、最冷点制御方式により蒸気圧コントロールを行なう蛍光ランプでは、管球の外周面どうしが接触していると、発光時の温度上昇によって光束が低くなってしまうが、D2/D1を0.05以上として折り返し部近傍のD2規定箇所で管球の外周面どうしの間に隙間を確保することで光量が高く維持される。
【0017】
本発明は、第1管球と第2管球とを、前記ブリッジが根元側、折り返し部が先端側となるようにケース上に立設した形態の蛍光ランプ、例えば、片口金のコンパクト型蛍光ランプに対して特に効果を奏する。
なお、放電路にアマルガムが封入され、アマルガム制御方式を持って蒸気圧をコントロールする蛍光ランプでは、管球における放電路の折り返し部で管球の外周面どうしが接触していても、最冷点制御方式を用いる蛍光ランプのように光束が低くなることがないので、取り扱い性をより一層向上させるために、放電路の折り返し部の近傍領域で管球の外周面どうしを接触させておくことが望ましい。
【0018】
また、本発明に係る蛍光ランプの製造方法は、各々にU字状の放電路を有する第1管球と第2管球の各々に対して、その一端部の近傍を加熱溶融して開口するステップと、このステップの後に、第1管球における開口部を臨む縁に形成された第1溶融部と、第2管球における開口部を望む縁に形成された第2溶融部とを突き合わすステップと、第1溶融部と第2溶融部とが突き合わされた箇所における第1管球と第2管球との間隙をD1とするとともに、放電路の折り返し部の近傍領域における第1管球と第2管球との最接近間隙をD2とする間隙形成ステップと、溶融部の温度が前記ガラス管を構成するガラス材料の歪点になるまでの間、D1およびD2の両間隙を保持するステップとを有する製造方法であって、D2/D1を0.05以上0.70以下の範囲に規定することを特徴とする。
【0019】
この蛍光ランプの製造方法では、第1溶融部と第2溶融部とを突き合わせるステップの後、両溶融部の温度がガラスの歪点になるまでの間に、間隙形成ステップと、D1およびD2の間隙を維持するステップとを有しているので、上記のようにD2/D1の数値範囲が設定された蛍光ランプを歩留まりよく製造することができる。
【0020】
また、この製法を用いて製造された蛍光ランプでは、ランプ取り付け時などに上記D2規定箇所に従来の取り付け用スペーサーなどを介挿させなくても、圧縮応力によってブリッジおよびガラス管(管球)が損傷しないので、コスト面でも優れる。
従って、本発明に係る蛍光ランプの製造方法では、低コストで、取り扱い性に優れる蛍光ランプを得ることができる。
【0021】
上記蛍光ランプの製造方法において、D1およびD2の各間隔を確保するには、種々の手段を用いることができるが、製造コストおよび精度の面から、それぞれの間隔に相当する厚みを持った第1スペーサーと第2スペーサーとの2つのスペーサーを用いることが望ましい。
また、第1スペーサーおよび第2スペーサーに用いる材料は、製造段階で付加される熱、およびガラス管の傷発生防止などの点を考慮して、銅あるいは銅合金を用いることが望ましい。
【0022】
【発明の実施の形態】
(コンパクト蛍光ランプ1の構成)
本発明の実施の形態に係るコンパクト蛍光ランプ(以下、単に「蛍光ランプ」という。)1の構造について、図1を用いて説明する。
図1に示すように、蛍光ランプ1は、片口金構造を有するランプであって、U字状の放電路を有する管球10と管球20とが、図中のz方向下部分において、管球間ブリッジ40で連結され、この状態でケース30上に立設されて構成されている。
【0023】
なお、放電路がU字状とは、各々の管球10、20における放電路の中程で管画折り返されており、その折り返し部およびその近傍以外の領域で折り返し部両側の放電路が互いに略平行となっている状態のものをいう。
また、図1に示すとおり、管球間ブリッジ40は、ケース30の外部に形成されている。これは、放電路を最大限ケース30の外部に出すことで、ランプ効率を高めるためである。
【0024】
管球10は、直管部11と直管部12とが、図中のz方向上部分で管球内ブリッジ13によって連結され、直管部11、12の放電路が連通されることで構成され、内部にU字状の放電路(不図示)が形成されている。この管球内ブリッジ13は、管球10の放電路における折り返し部に相当する。また、管球10においては、管球内ブリッジ13よりz方向上方に突出した部分を有しているが、この箇所は、管球10における最冷点箇所に相当する。そして、直管部12のz方向下端部には、電極(不図示)が形成されている。
【0025】
管球20についても、管球10と同様に、管球内ブリッジ23により連結され、放電路が連通された直管部21、22から構成されている。管球20においても、管球内ブリッジ23が放電路の折り返し部に相当する。そして、管球20においても、直管部22のz方向下端部に電極(不図示)が形成されている。
なお、直管部11、12、21、22は、それぞれが外周径5mm以上20mm以内のガラス管から構成されている。
【0026】
また、直管部11では、ポイントP1とポイントP3との直線距離が50mm以上200mm以下に設定されており、同様に直管部21におけるポイントP2とポイントP4との直線距離も50mm以上200mm以下に設定されている。
蛍光ランプ1においては、管球内ブリッジ13、23および管球間ブリッジ40によって、管球10の直管部11、12および管球20の直管部21、22が連結され、これにより一本の蛇行状放電路が形成されることになる。
【0027】
ケース30には、管球10、20が立設された側とは反対側(図中の下側)に電極31が設けられている。電極31は、ケース30内で管球10、20の電極と接続されている。
図1の下部拡大部分に示すように、管球間ブリッジ40と直管部11および直管部21との境界において最もz方向下部での外周面間の間隙をD1をする。そして、直管部11の外周面において、管球間の間隙がD1の箇所(以下、「D1規定箇所」という。)をポイントP1とし、直管部21の外周面におけるD1規定箇所をポイントP2とする。
【0028】
一方、上部拡大部分に示すように、図中のz方向上方において、直管部11と直管部21とが最も接近する箇所での間隙をD2とする。そして、この直管部11の外周面において、管球間の間隙がD2の箇所(以下、「D2規定箇所」という。)をポイントP3とし、直管部21の外周面におけるD2規定箇所をポイントP4とする。
【0029】
上述のように間隔D1、D2を設定するとき、本発明の実施の形態に係る蛍光ランプ1では、D2/D1が0.05以上0.70以下の数値範囲内となるように、管球10および管球20が図中のy方向に傾斜された状態で立設されている。これによって、管球10における直管部11と管球20における直管部21との間隔は、管球10、20の根元側で最も広く、図中のz方向の上にゆくほど連続的に狭くなるようになっている。
【0030】
ここで、管球10における直管部12と管球20における直管部22との間隔についても、直管部11と直管部21との間隔と同様に、z方向の上にゆくほど連続的に狭くなっている。
(コンパクト蛍光ランプ1の優位性)
上記構成を有する蛍光ランプ1では、管球10と管球20との間にスペーサーなどを介挿しなくても、取り付け時などに管球間ブリッジ40および管球10、20が損傷を受けることがないので、コスト面および取り扱い性の両方で優位性を有している。
【0031】
具体的に、コンパクト型蛍光ランプをソケットに取り付けようとする場合には、図1におけるD2規定箇所の近傍部分で管球10と管球20とを一纏めで掴むのが一般的であり、D2規定箇所において、直管部11と直管部21とは、D2規定箇所に力Fを受けることになる。このとき、力Fが加わる箇所に管球間ブリッジなどが設けられていないので、上記特許文献1に代表される従来の蛍光ランプ(D2/D1=1.0)では、圧縮力Fによって管球間ブリッジ40および管球10、20に大きな歪が発生する。そして、加える力Fによっては、管球間ブリッジ40あるいは管球10、20にクラックなどの損傷を生じることがある。
【0032】
これに対して、本実施の形態に係るコンパクト蛍光ランプ1では、D2/D1を0.05以上0.70以下の数値範囲に規定しているので、管球間ブリッジ40および管球10、20にクラックなどを生じる前にポイントP3とポイントP4とが接触状態となる。よって、力Fは、ポイントP3とポイントP4とが接触状態となった後には分散されることになり、実際的な力F(例えば、200N程度)では、管球間ブリッジ40および管球10、20が破損することがない。
【0033】
なお、蛍光ランプ1の取り扱い性の向上だけを確保しようとする場合には、D2=0としても優れた取り扱い性を得ることが出来るが、最冷点制御方式により蒸気圧コントロールを行なう蛍光ランプにあっては、最冷点箇所であるD2規定箇所で管球10、20どうしが接触するとランプ光束が低下してしまう。よって、本実施の形態では、D2/D1を0.05以上0.70以下の数値範囲に規定している。言い換えれば、アマルガム制御方式により蒸気圧コントロールを行なう蛍光ランプなどでは、D2=0に設定しておいてもよい。
(コンパクト蛍光ランプ1の製造方法)
次に、上記蛍光ランプ1の製造方法について、図2〜4を用いて説明する。以下では、蛍光ランプ1の製造過程のうちでも、本発明の実施の形態に係る蛍光ランプ1の特徴部分である、管球間ブリッジ40の形成過程について、説明する。
【0034】
先ず、図2および図3に示すように、予め管球内ブリッジ13によって連結された2つの直管部11、12からなる管球10と、同様に管球内ブリッジ23によって連結された2つの直管部21、22からなる管球20に対して予熱を行なう(図2のステップS1)。
図3(a)に示すように、直管部11、12、21、22の下端側からは、排気管111、121、211、221がそれぞれ延出されており、直管部12、22からは、これに加えてリード線122、222が延出されている。そして、直管部11および直管部21のそれぞれにおける連結予定箇所41、42を、バーナー500によって使用ガラス材料の軟化点以上まで加熱し(図2のステップS2)、その中心部近傍を開口(吹破り)する(図2のステップS3)。
【0035】
次に、図3(b)に示すように、上記ステップS3で中心部近傍が開口された連結予定部41と連結予定部42とを接合するように、管球10と管球20とを突き合わせる(図2のステップS4)。突き合わされた状態の直管部11、21では、互いの開口縁の溶融部どうしが接合されることによって、当接部43が形成される。
【0036】
なお、ここまでの過程は、上記特許文献1などに開示された従来技術と同様であるので、詳細な加工条件などの記載を省略する。
次に、本発明の実施の形態の特徴部分である管球の間隙拡げ(図2のステップS5)から徐冷(図2のステップS6)に至る過程について説明する。
図3(c)に示すように、上記ステップS4で突き合わされた直管部11と直管部21との間に対して、ともに金属材料(例えば、銅)あるいは耐熱性の樹脂材料からなる2つのスペーサー501、502を挿入してゆく(図2のステップS5)。この内、スペーサー502は、当接部43が形成された側の一端側より挿入され、幅D1を有している。そして、スペーサー502の挿入深さは、スペーサー502が当接部43に丁度外接する深さに設定する。
【0037】
また、スペーサー501は、スペーサー502とは反対側、即ち、管球内ブリッジ13、23で連結された側の端部から挿入され、幅D2を有している。スペーサー501の挿入深さは、スペーサー502ほど厳密に設定する必要はなく、最終的に直管部11と直管部21との最接近間隔が幅D2となるようにしておけばよい。
【0038】
なお、図3(c)に示すように、直管部11と直管部21には、両方の外側より力f1をかけておく。これは、直管部11および直管部21とスペーサー501、502との間に隙間が生じないようにするものである。具体的には、上記ステップS1の段階から管球10、20を掴んでいるチャック(不図示)を用いて力f1を加える。
【0039】
ステップS5の後の管球10、20に対して、スペーサー501、502が挿入され、チャックより力f1が加えられたままの状態で、使用ガラス材料の歪点よりも低い温度となるまで徐冷する(図2のステップS6)。
最後に、スペーサー501、502を管球10、20から抜き、チャックからの力f1を解除することにより、管球10と管球20との連結が完了し、管球間ブリッジ40が設けられることになる。このとき、スペーサ-501、502を用いたことによって、蛍光ランプ1においては、D1、D2が正確に設定される。
【0040】
上記図3(c)に示すステップS5について、図4を用いてもう少し具体的に説明する。図4には、回転式あるいは非回転式の多頭製造機における管球間隙拡げのための装置部分を示している。
図4(a)に示すように、ステップS4で突き合わされた管球10、20は、スペーサー501とスペーサー502との間隙に並行して挿入される。スペーサー501、502は、上述のように、ともに金属材料あるいは耐熱性の樹脂材料から構成されており、細長い板状である。そして、スペーサー501、502における管球10、20を挿入し始める部分501a、502aは、幅方向および厚み方向がテーパー状に加工されている。
【0041】
図4(b)は、管球10、20が図4(a)におけるA−Aの位置まで挿入された状態での相対関係を示している。図4(b)に示すように、管球10,20がテーパー状に加工された部分501a、502aに少しだけ挿入された状態では、管球10、20に対して、スペーサー501、502が所定の挿入深さまで達するには至っていない。
【0042】
図4(c)は、管球10、20が図4(a)におけるB−Bの位置まで挿入された状態での相対関係を示している。図4(c)の状態では、管球10の直管部11と管球20の直管部12とが所望の間隔および傾斜角度となっている。つまり、管球10と管球20とは、この状態で上記図1におけるポイントP1、P2間の間隔がD1、ポイントP3、P4間の間隔がD2に設定される。
【0043】
なお、図4では、管球10、20を保持するためのチャックを省略しているが、上記図3(c)と同様に、管球10、20は各スペーサー501、502との間に隙間を生じないように保持されている。そして、管球10、20は、ともに相対関係を保持された状態で徐冷され、管球10、20の温度が、用いている材料ガラスの歪点よりも低くなった時点でスペーサー501、502から外される。言い換えれば、スペーサー501、502は、製造ラインの送り速度を考慮の上、材料ガラスの歪点よりも管球10、20の温度が低くなるまで介挿される長さに設定されている。
【0044】
以上のようにして、ランプを取り付ける際などに上記図1の力Fが加えられた場合にも、管球間ブリッジ40および管球10、20に損傷を受け難い蛍光ランプ1を作製することができる。
(変形例)
上記図1における蛍光ランプ1では、管球10と管球20との間における上下2箇所の間隔D1、D2を、D2/D1が0.05以上0.70以下となるように設定したが、本変形例では、管球10と管球20との傾斜角度を規定することで、蛍光ランプの取り扱い性を優れたものとする。
【0045】
図5に示すように、直管部11において、ポイントP1とポイントP3とを仮想直線L1で結ぶ。同様にして、直管部21のポイントP2とポイントP4とを仮想直線L2で結ぶ。
このように得られた仮想直線L1と仮想直線L2とは、蛍光ランプの上方で角度θ(0.4°以上1.2°以下)をもって交差する。
【0046】
このような蛍光ランプにおいて、管球10と管球20との連結は、上記図3、4に示すようなスペーサー501、502を用いて実施しても良いし、管球10、20を保持しているチャックにより角度θが得られるように実施しても良い。このように仮想直線L1と仮想直線L2とがなす角度θを0.4°以上3.0°以下の範囲に規定した蛍光ランプにおいては、上記蛍光ランプ1と同様に、図1に示す力Fが加えられた場合にも、管球間ブリッジ40および管球10、20が破損することがない。この場合における破損抑制のメカニズムも、上記蛍光ランプ1の破損抑制のメカニズムと同じである。
(確認実験)
上記実施の形態および変形例についての確認実験について、図6、7を用いて説明する。図6に、本実験で用いた実験装置の概略を示し、図7に得られた実験結果をプロットした。
【0047】
図6に示すように、用いた実験装置は、固定板503に対して直管部61における先端側をあてがい、もう一方の直管部51にあて板504を介した状態でプッシュプルゲージ505を当接した。この状態で、プッシュプルゲージ505に対して、直管51と直管D2との間隔D2が小さくなる方向に圧縮力f2を加えてゆく。そして、圧縮力f2を上昇させていったときの管球間ブリッジ70および管球(直管部51、61)の損傷具合を目視で調べた。
【0048】
実験に用いた蛍光ランプの構成は、次に示すようなものである。
蛍光ランプ型式:13Wタイプのコンパクト蛍光ランプ
直管部外周径:12.5mm
P5〜P7距離(L1):90mm
P6〜P8距離(L2):90mm
間隔D1:2.0mm
間隔D2を9水準で変化させた蛍光ランプをそれぞれ5サンプルずつ形成し、上記圧縮実験に供した。実験結果を表1に示し、D2/D1値と圧縮強度(平均値)との関係を図7に示す。
【0049】
【表1】
【0050】
表1に示すように、D2/D1値が0.70以下の蛍光ランプでは、管球間ブリッジ70および直管部51、61に破損を生じたサンプルはなく、圧縮強度も上限である200Nを得た。
これに対して、D2/D1値が0.75以上のサンプルでは、圧縮力f2が200Nに達する前に破損を生じるサンプルがあった。特に、D2/D1値が0.90および1.00(直管部51と直管部61とが平行)の蛍光ランプでは、各々5サンプル全てに破損を生じた。
【0051】
また、仮想線L1(図5参照)と仮想線L2(図5参照)とのなす角度θという面から、表1より、0.4°以上1.2°以下の範囲でサンプルに破損を生じなかった。ただし、実験結果としては示していないが、角度θの上限値は、1.2°ではなく、3.0°であることを確認している。
圧縮強度について、図7を用いて説明する。図7における圧縮強度は、各水準の5サンプルの平均値を指している。
【0052】
図7に示すように、平均圧縮強度は、D2/D1値が0.70以下で上限である200Nとなっているが、これを超えると急激に低下している。
なお、実験は実施していないが、D2/D1=0、即ち、ランプの先端部で管球どうしが接しているような蛍光ランプでも、圧縮力f2によって管球間ブリッジ70および直管部51、61に破損を生じることはない、と考えられる。ただし、最冷点制御方式を用いた蛍光ランプの場合には、最冷点箇所であるランプの先端部で管球どうしが接触しないほうが光束を高く維持するために望ましい。
【0053】
以上の実験結果より、コンパクト蛍光ランプにおいて、D2/D1を0.70以下、望ましくは0.05以上0.70以下に設定しておけば、ランプ取り付け時などに管球間ブリッジ70および直管部51、61が破損することがない。
また、規定対象を角度θとすると、蛍光ランプの取り扱い性に優れるのは、0.4°以上3.0°以下の数値範囲となる。
(その他の事項)
なお、上記実施の形態および変形例では、管球10、20にH字状の外観を有するものを用いたが、本発明は、U字状の放電路を有する管球であれば、これに限定を受けるものではない。例えば、それぞれの管球が一本の直管をU字状に曲げたものなどでも使用することが出来る。
【0054】
また、蛍光ランプに備える管球の員数は、実施の形態および変形例では2つとしたが、これに限定されるものではなく、3つ以上であっても良い。
さらに、上記実施の形態および変形例では、最冷点制御方式により蒸気圧コントロールを行なう蛍光ランプを用いたが、アマルガムなどが封入されていても良い。その場合、上述のように、D2=0でもランプ光束が低下しないので、D2/D1の設定範囲は、0以上0.70以下ということになる。
【0055】
【発明の効果】
以上説明のように、本発明の蛍光ランプでは、D2/D1が0.05以上0.70以下の数値範囲に設定されているので、ランプ取り付け時などにおいて、蛍光ランプにおける第1管球および第2管球の折り返し部側を手で掴んだ場合にも、ブリッジが破損、あるいは、ガラス管が破損する前に、各々の管球の撓みによりD2規定箇所における管球の外周面どうしが接触して応力が緩和される。
【0056】
従って、本発明に係る蛍光ランプは、取り付け時などにおいて、わざわざ管球の折り返し部における第1管球と第2管球との間に取り付け用のスペーサーを介挿させておかなくても、ブリッジおよび両管球が破損することはなく、コストを上昇させることなく、取り扱い性に優れる。
また、本発明に係る蛍光ランプの製造方法は、第1溶融部と第2溶融部とを突き合わせるステップの後、両溶融部の温度がガラスの歪点になるまでの間に、間隙形成ステップと、D1およびD2の間隙を維持するステップとを有しているので、上記D2/D1の数値範囲が設定された蛍光ランプを歩留まりよく製造することができる。
【0057】
また、この製法を用いて製造された蛍光ランプでは、取り付け時における取り扱い性向上のために、上記特許文献2に記載の蛍光ランプのようなスペーサーを有していないので、コスト面でも優れる。
従って、本発明に係る蛍光ランプの製造方法では、低コストで、取り扱い性に優れる蛍光ランプを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態に係る蛍光ランプ1の斜視図である。
【図2】ガラス管の連結工程を示す工程図である。
【図3】図2における各工程を示す工程図である。
【図4】ガラス管の間隙拡げ工程を示す斜視図(正面図)である。
【図5】実施の形態に係る蛍光ランプ1の平面図である。
【図6】確認実験における装置を示す構成図である。
【図7】D2/D1値と圧縮強度との関係を示すチャートである。
【符号の説明】
1.蛍光ランプ
10、20.管球
13、23.管球内ブリッジ
30.ケース
40、70.管球間ブリッジ
501、502.加工用スペーサー
Claims (9)
- U字状の放電路を有する第1管球と第2管球とが、各々における放電路の一端部の近傍領域でブリッジにより連結されてなる蛍光ランプであって、
前記第1管球と第2管球との間隙は、前記一端部から前記放電路の折り返し部に向けて連続的に狭くなっており、
前記ブリッジにより連結された領域における前記一端部に近い側での前記間隙をD1とし、
前記折り返し部の近傍領域における前記第1管球と第2管球との最接近間隙をD2とするとき、
D2/D1は、0.05以上0.70以下である
ことを特徴とする蛍光ランプ。 - 前記第1管球および第2管球の各々において、前記間隙がD1の箇所から前記間隙がD2の箇所までの直線距離は、50mm以上200mm以下である
ことを特徴とする請求項1に記載の蛍光ランプ。 - 前記第1管球における前記D1の規定箇所と前記D2の規定箇所とを結んだ直線を第1仮想線とし、
前記第2管球における前記D1の規定箇所と前記D2の規定箇所とを結んだ直線を第2仮想線とするとき、
前記第1仮想線と第2仮想線とは、0.4°以上3.0°以下の角度をもって交差する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の蛍光ランプ。 - 前記放電路には、金属水銀蒸気が封入されており、
前記放電路における蒸気圧は、最冷点制御方式をもって制御されている
ことを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の蛍光ランプ。 - 前記第1管球および第2管球は、前記一端部の側が根元となるようにケース上に立設されている
ことを特徴とする請求項1から4の何れかに記載の蛍光ランプ。 - 各々にU字状の放電路を有する第1管球と第2管球とが、各々の一端部の近傍領域でブリッジにより連結されてなる蛍光ランプであって、
前記第1管球と第2管球とは、その間隙が前記一端部から前記放電路の折り返し部に向けて連続的に狭くなっており、前記折り返し部の近傍領域で外周面どうしが接触している
ことを特徴とする蛍光ランプ。 - 各々にU字状の放電路を有する第1管球と第2管球の各々に対して、その一端部の近傍を加熱溶融して開口するステップと、
前記開口するステップ後に、前記第1管球における開口部を臨む縁に形成された第1溶融部と、前記第2管球における開口部を望む縁に形成された第2溶融部とを突き合わすステップと、
前記第1溶融部と第2溶融部とが突き合わされた箇所における前記第1管球と第2管球との間隙をD1とするとともに、前記放電路の折り返し部の近傍領域における前記第1管球と第2管球との最接近間隙をD2とする間隙形成ステップと、
前記D1およびD2を、前記溶融部の温度が前記ガラス管を構成するガラス材料の歪点になるまでの間、保持するステップとを有し、
D2/D1は、0.05以上0.70以下である
ことを特徴とする蛍光ランプの製造方法。 - 前記間隙形成ステップでは、前記第1管球と第2管球との間に、前記間隙をD1としようとする箇所に前記D1と略同じ厚みを有する第1スペーサを挿入するとともに、前記間隙をD2としようとする箇所に前記D2と略同じ厚みを有する第2スペーサを挿入する
ことを特徴とする請求項7に記載の蛍光ランプの製造方法。 - 前記第1スペーサおよび第2スペーサは、各々が銅あるいは銅合金からなる
ことを特徴とする請求項8に記載の蛍光ランプの製造方法。
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