JPH04329241A - 管球の封止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バルブの開口端部に、
熱溶融接着剤を介してまたはバルブ自身の溶融により閉
塞体を接合する管球の封止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、けい光ランプは、内面にけい光
体を塗布したバルブの端部をフレアステムで閉塞し、こ
のステムに電極予熱形のフィラメント電極、すなわち熱
陰極または冷陰極を取付けて構成されている。しかしな
がら、この種の構造のランプは、フレアステムを用いて
いるので電極の突出高さが大きくなり、このためランプ
全長に対する有効発光長が短くなる不具合があり、逆に
言えば、有効発光長さの割りにランプ長が大きい欠点が
ある。

【０００３】最近のランプは、器具の小形化に伴い、小
形・コンパクト化が進み、有効発光長さに比べてランプ
長が比較的短いことが要請されている。このため、上記
のようなフレアステムでバルブ端部を閉塞する代わりに
、ボタンステムやディスク、または導電性キャップでバ
ルブ端部を閉塞する構造のランプが見直されている。 このような偏平な閉塞体でバルブを閉止する場合は、電
極の突出高さを短くすることができるのでランプ長さを
短くすることが可能になる。

【０００４】ところで、上記のようなボタンステムやデ
ィスク、または導電性キャップのように偏平な閉塞体で
バルブの端部を閉塞する場合、バルブの開口端部を上向
きにしてこの端面にガラス接着剤（フリットガラス）を
置き、この上に閉塞体を載せて上記ガラス接着剤を高周
波誘導加熱などの加熱手段で溶融させる、またはガラス
接着剤（フリットガラス）を用いずに、上向きのバルブ
の開口端部に直接閉塞体を載せ、このガラス端部を加熱
溶融させる、などの手段でバルブを閉塞体で封止する方
法が考えられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ガラス
接着剤（フリットガラス）を加熱溶融させる、またはバ
ルブの開口端部を直接加熱溶融させる場合、ガラス接着
剤やバルブの開口端部では周方向に沿って均等に加熱さ
れるとは限らず、溶融の進み具合にばらつきがある。こ
のため閉塞体がバルブの開口端部に対して傾いて接合さ
れたり、閉塞体とバルブとの間の接着剤介在量がばらつ
き、接着具合が不均等になって一部からリークするなど
の不具合がある。本発明はこのような事情にもとづきな
されたもので、

【０００６】閉塞体でバルブの端部を閉塞する場合、ガ
ラス接着剤を用いる場合または用いない場合でも、閉塞
体が傾いて接合されたり、接合強度が周方向にばらつい
て接合不良やリークが発生するのを防止することができ
る管球の封止装置を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の１番目は、管球
バルブを開口端部が上向きとなる姿勢で保持するバルブ
ホルダと、このバルブの開口端部に載置され熱溶融接着
剤またはバルブ自身の溶融により接合されることによっ
てこの開口端部を閉塞する閉塞体に載せられる重錘と、
上記バルブホルダと重錘との間に形成され、上記熱溶融
接着剤またはバルブ自身の溶融により上記閉塞体がバル
ブの開口端部に接合される場合に上記重錘が自重により
下降するのを案内するガイド手段と、上記バルブホルダ
と重錘との間に形成されこの重錘の下降限度位置を規制
するストッパと、上記バルブ端部を加熱する手段とを具
備したことを特徴とする。

【０００８】また、本発明の２番目は、排気系および所
定のガスの供給系に接続されるとともに管球バルブを収
容する真空容器と、この真空容器内に設けられ上記バル
ブをこの開口端部が上向きとなる姿勢で保持するバルブ
ホルダと、このバルブの開口端部に載置され熱溶融接着
剤またはバルブ自身の溶融により接合されることによっ
てこの開口端部を閉塞する閉塞体に載せられる重錘と、
上記バルブホルダと重錘との間に形成され、上記熱溶融
接着剤またはバルブ自身の溶融により上記閉塞体がバル
ブの開口端部に接合される場合に上記重錘が自重により
下降するのを案内するガイド手段と、上記バルブホルダ
と重錘との間に形成されこの重錘の下降限度位置を規制
するストッパと、上記バルブ端部を加熱する手段とを具
備したことを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明の１番目によると、熱溶融接着剤または
バルブ自身が加熱により溶融した場合、閉塞体は重錘に
より押されているので溶融部を適当に押し潰し、しかも
重錘はストッパにより案内されるので閉塞体の傾きを防
止し、かつ重錘はストッパにより下降限度位置で停止さ
れるから閉塞体とバルブとの間に介在する溶融部の厚み
が所定量を確保され、確実な接合が可能になる。

【００１０】本発明の２番目によると、上記の接合が真
空容器内部で行われるから、バルブや閉塞体に排気管を
接続していない管球（チップレス形管球）における封止
を確実に行うことができる。

【００１１】

【実施例】以下本発明について、図示の一実施例にもと
づき説明する。まず、本発明に適用されるランプの構造
を図４にもとづき説明する。

【００１２】図４は直流点灯形けい光ランプを示し、１
はガラスバルブであり、内面にけい光体被膜２が形成さ
れている。本実施例のバルブ１は断面円形をなしており
、端部は導電性キャップ３、３により気密に閉塞されて
いる。導電性キャップ３、３は、Ｆｅ：Ｎｉ：Ｃｒ＝４
２％：６％：５２％のステンレスからなり、表面が酸化
処理されている。上記導電性キャップ３、３はバルブ１
の開口端部に被冠され、ガラス接着剤（フリットガラス
）４、４によりバルブ１に接合されている。

【００１３】これら導電性キャップ３、３には、陰極５
および陽極６が取付けられている。陰極５はニッケルプ
レートにより形成された冷陰極であり、一方の導電性キ
ャップ３の内面に溶接されている。陽極６は水銀とアル
ミニウムＡｌ−ジルコニウムＺｒの合金からなり、他方
の導電性キャップ３の内面に溶接されている。上記各導
電性キャップ３、３は、図示しない給電線を介して電源
に接続され、上記陰極５と陽極６の間で放電がなされる
。このような構成のランプを製造するための封止装置を
図１ないし図３にもとづき説明する。なお、上記ランプ
は格別な排気管を持たないので、本実施例ではチップレ
ス形管球の封止装置について説明する。

【００１４】図３は、２４ヘッドのロータリー式排気マ
シンを示す。このマシンは間欠または連続回転式の回転
テーブル２０を有し、各ポジションＰ１　〜Ｐ２４の間
でバルブの封止を行うようになっている。この回転テー
ブル２０には、上記ポジションＰ１　〜Ｐ２４に対応す
るヘッドに、図１に示す真空容器２１を設置してある。

【００１５】真空容器２１は耐熱ガラスなどからなり、
底壁を有する円筒形をなしており、上端開口部は図示し
ないシール材を介して蓋体２２により気密に閉塞されて
いる。蓋体２２には、排気管２３およびアルゴンガス供
給管２４が接続されており、排気管２３は真空ポンプ２
５に接続されているとともにアルゴンガス供給管２４は
アルゴンボンベ２６に接続されている。

【００１６】真空容器２１内にはバルブホルダ２７が設
けられている。このバルブホルダ２７は前記バルブ１を
略垂直な姿勢に保持し、一方の開口端部が上向きとなる
ように支持する。本実施例のバルブホルダ２７は、セラ
ミックスなどのような耐熱部材からなり、図２に示すよ
うに、バルブ１を３方向から支えるように周方向に均等
な間隔を存する支持プレートからなる。

【００１７】このようなバルブホルダ２７にはバルブ１
保持される。このバルブ１は、予め外部で、下端側の開
口端部が一方の導電性キャップ３によりガラス接着剤４
を介して閉塞されているもので、このようなバルブ１は
図３のロータリー式排気マシンにおけるポジションＰ１
　で真空容器２１に収容され、そのバルブホルダ２７に
よりバルブ１の上側開口端部が上向きとなるように支持
される。

【００１８】このバルブ１の上側開口端部には、図４の
（ｂ）図に示すようなリング形のガラス接着剤４が載せ
られ、さらにこの上に他方の導電性キャップ３が被せら
れるようになっている。

【００１９】そして、この導電性キャップ３の上には重
錘２８が載置される。重錘２８はセラミックスなどのよ
うな耐熱部材により形成され、放射方向に伸びるア−ム
部を有している。そしてこれらアーム部の下面にはガイ
ド脚２９…を下向きに突出してある。

【００２０】これらガイド脚２９…は上記バルブホルダ
２７の上面に開口したガイド孔３０…に差し込まれ、こ
れらガイド孔３０…により案内されて摺動下降すること
ができるようになっている。

【００２１】上記ガイド孔３０…の底面はストッパ３１
…となっており、上記ガイド脚２９…の下端が当接して
停止される。つまりガイド孔３０…の底面に形成したス
トッパ３１…は重錘２８の下降ストロークを規制するも
ので、これによりガラス接着剤４が溶融した場合の肉厚
ｔ（図４の（ｃ）図を参照）を確保する。なお、図１に
おいて３５は、図３のロータリー式排気マシンにおける
ポジションＰ１３〜Ｐ１５の間に亘って設けられた高周
波誘導加熱装置を示す。このような構成の封止装置を用
いて、チップレス形けい光ランプを封止する作業を説明
する。

【００２２】バルブ１はロータリー式排気マシンに供給
される前に予め外部で、下端側の開口端部が一方の導電
性キャップ３によりガラス接着剤４を介して閉塞されて
おり、このようなバルブ１は図３のロータリー式排気マ
シンにおけるポジションＰ１で真空容器２１に収容され
る。真空容器２１内ではバルブホルダ２７によりバルブ
１は上側開口端部が上向きとなるように略垂直に支持さ
れる。

【００２３】そして、このバルブ１の上端開口部に、リ
ング形ガラス接着剤４が載せられ、さらにこの上に導電
性キャップ３が被せられる。そして、この導電性キャッ
プ３の上に重錘２８が載置される。

【００２４】重錘２８に形成したガイド脚２９…はバル
ブホルダ２７の上面に開口したガイド孔３０…に差し込
まれ、これらガイド脚２９…とガイド孔３０…の摺動に
より重錘２８の下降が案内されるようになっている。

【００２５】このような準備が終わると、真空容器２１
の上端を蓋体２２により気密に閉塞し、回転テーブル２
０の回転によりこの真空容器２１をポジションＰ１　か
らポジションＰ２４に順次送る。この間で、例えばポジ
ションＰ２　〜ポジションＰ５　の間に図示しない加熱
手段で真空容器２１内の温度を高め、例えば４００℃に
保つ。そして、ポジションＰ６　〜ポジションＰ８　の
間で真空ポンプ２５を運転して真空容器２１内を真空引
きし、またポジションＰ９　〜ポジションＰ１２の間で
アルゴンボンベ２６からアルゴンガスを供給することに
より真空容器２１内をアルゴン雰囲気にする。この段階
ではバルブ１の上側開口端部は未だ気密に閉塞されてい
なので、バルブ１内の空気が排除され、アルゴンガスに
置換される。なお、このとき真空容器２１内の温度を４
００℃に保つのは、バルブ１から不純物を叩出すためで
ある。

【００２６】次に、ポジションＰ１３〜ポジションＰ１
５の間で高周波誘導加熱装置３５を作動させ、これによ
り導電性キャップ３を加熱する。この加熱によりガラス
接着剤４に熱が伝わり、ガラス接着剤４が溶融する。こ
の溶融したガラス接着剤４は導電性キャップ３の内面お
よびバルブ１の開口端部に濡れ、これにより導電性キャ
ップ３をバルブ１の開口端部に接合する。

【００２７】この場合、導電性キャップ３には重錘２８
が載せられているから、上記ガラス接着剤４の溶融に伴
って導電性キャップ３および重錘２８は下降する。この
下降はガイド脚２９…とガイド孔３０…の摺動により案
内されるので重錘２８が傾くのが防止され、この重錘２
８に押されている導電性キャップ３も傾くのが防止され
る。

【００２８】そして、ガイド脚２９…の下端はガイド孔
３０…の底面のストッパ３１…に当たって停止する。こ
の停止時には、導電性キャップ３の内面とバルブ１の開
口端部との間に図４の（ｃ）図に示すような間隔を確保
するようになっており、したがってこの間隔に溶融した
ガラス接着剤４が残る。つまりガラス接着剤４のバルブ
軸方向に沿う肉厚は上記間隔ｔにより確保される。

【００２９】このようなことから、導電性キャップ３が
バルブ１の開口部に傾いて接合されることがなく、また
導電性キャップ３の内面とバルブ１の開口端部との間に
は全周に亘り所定肉厚ｔのガラス接着剤４が存在するの
で、接着が確実になされ、接着強度が高くなり、リーク
を発生させることもない。なお、上記高周波誘導加熱装
置３５の加熱により陽極６も加熱され、水銀合金のうち
の水銀がバルブ１内に放出される。つまり、排気管を用
いることなく、バルブ１内の排気、水銀およびアルゴン
ガスの封入がなされる。このようにして封止がなされる
と、ポジションＰ１６〜ポジションＰ２２の間でバルブ
１を冷却し、ポジションＰ２３で真空容器２１から取り
出す。

【００３０】このようなロータリー式排気マシンを用い
てチップレス形電球の封止をすれば、連続作業で順次封
止を行うことができ、各作業間に待ち時間が短くなり、
作業効率が向上し、量産に好適する。

【００３１】なお、上記実施例の場合、チップレス形電
球の排気に続いて封止を行う場合を説明したので、真空
容器２１を使用したが、前記のようにバルブ１の下端側
の導電性キャップ３は予め外部で接合されたものであり
、このような接合の場合は真空容器は不要である。した
がって、この場合は本発明の１番目の発明を適用すれば
よい。

【００３２】さらにまた、上記実施例の場合、導電性キ
ャップ３をバルブ１の開口端部に対し、ガラス接着剤４
を加熱溶融させることによりこの溶融ガラスを接着剤と
して用いたが、本発明はこれに限らず、バルブ１の端部
を直接加熱溶融させて導電性キャップ３を接合してもよ
い。通常のけい光ランプに用いられるほうけい酸ガラス
などの軟質ガラスは７５０℃程度が軟化温度であるから
、バルブに端部を９００〜１０００℃程度に加熱すれば
溶融し、導電性キャップ３に濡れるので直接接合が可能
である。さらに、本発明は電極構造に特に制約を受ける
ものではなく、けい光ランプの場合は熱陰極、冷陰極の
いづれの場合であってもよい。

【００３３】そして、上記実施例の場合チップレス形ラ
ンプについて説明したが、排気管を備えるランプであっ
てよく、要するにバルブ１の開口端部に閉塞体３をガラ
ス接着剤またはバルブ自身の溶融により接合する場合に
は実施可能である。

【００３４】さらに、また閉塞体は、導電性キャップに
限らず、セラミックスディスク、ボタンステム等であっ
てもよい。偏平形の閉塞体は、バルブの断面形状が楕円
や長円形などのような偏平形の場合に用いて有効である
。

【００３５】さらに、本発明はけい光ランプに制約され
るものではなく、希ガス放電灯であってもよく、さらに
は高圧ナトリウムランプの発光管の場合、アルミナなど
のセラミックチューブの端部に閉塞体を接着剤で接合す
る構造が採用されており、したがって本発明を適用すれ
ば効果がある。さらに、加熱手段も高周波誘導加熱の外
に、ガスバ−ナ、電熱加熱などであってもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の１番目によ
ると、熱溶融接着剤またはバルブ自身が加熱により溶融
した場合、閉塞体を重錘により押すので溶融部を適当に
押し潰し、しかも重錘はガイドで案内されるので閉塞体
の傾きを防止し、かつ重錘はストッパにより下降限度位
置で停止されるから閉塞体とバルブとの間に介在する溶
融部の厚みが所定量に確保することができ確実な接合が
可能になる。よって、接合不良、リークの発生が防止さ
れる。

【００３７】また、本発明の２番目によると、上記のよ
うな接合を真空容器内部で行うから、バルブや閉塞体に
排気管を接続していない管球（チップレス形管球）にお
ける封止を確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の封止装置を示す図。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線の断面図。

【図３】図１の封止装置を搭載したロータリ式排気マシ
ンの回転テーブルを示す平面図。

【図４】上記封止装置で製造されるけい光ランプの例を
示し、（ａ）図は一部断面した側面図、（ｂ）図は導電
性キャップを分離した斜視図、（ｃ）図は導電性キャッ
プの接合部を示す拡大した断面図。

【符号の説明】

１…ガラスバルブ、３…導電性キャップ、４…ガラス接
着剤、５、６…電極、２０…回転テーブル、２１…真空
容器、２２…蓋体、２７…バルブホルダ、２８…重錘、
２９…ガイド脚、３０…ガイド孔、３１…ストッパ、３
５…高周波誘導加熱装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　管球バルブを開口端部が上向きとなる
   姿勢で保持するバルブホルダと、このバルブの開口端部
   に載置され、熱溶融接着剤またはバルブ自身の溶融によ
   り接合されることによってこの開口端部を閉塞する閉塞
   体に載せられる重錘と、上記バルブホルダと重錘との間
   に形成され、上記熱溶融接着剤またはバルブ自身の溶融
   により上記閉塞体がバルブの開口端部に接合される場合
   に上記重錘が自重により下降するのを案内するガイド手
   段と、上記バルブホルダと重錘との間に形成されこの重
   錘の下降限度位置を規制するストッパと、上記バルブ端
   部を加熱する手段と、を具備したことを特徴とする管球
   の封止装置。
2. 【請求項２】　　排気系および所定のガスの供給系に接
   続されるとともに管球バルブを収容する真空容器と、こ
   の真空容器内に設けられ上記バルブをこの開口端部が上
   向きとなる姿勢で保持するバルブホルダと、このバルブ
   の開口端部に載置され、熱溶融接着剤またはバルブ自身
   の溶融により接合されることによってこの開口端部を閉
   塞する閉塞体に載せられる重錘と、上記バルブホルダと
   重錘との間に形成され、上記熱溶融接着剤またはバルブ
   自身の溶融により上記閉塞体がバルブの開口端部に接合
   される場合に上記重錘が自重により下降するのを案内す
   るガイド手段と、上記バルブホルダと重錘との間に形成
   されこの重錘の下降限度位置を規制するストッパと、上
   記バルブ端部を加熱する手段と、を具備したことを特徴
   とする管球の封止装置。