説明

ランプ、照明装置及びランプの製造方法

【課題】口金におけるバルブの外周面を覆う部分の厚みを薄くできるランプ等を提供する。
【解決手段】ランプ1は、バルブ10と口金30を有する。バルブ10は、周壁11a、端壁11b、排気管13、電極22が取着されたステム20を有している。周壁11aには細管が溶着されており、この部分10cがバルブ10の内側に陥没している。口金30は、バルブ10の端部に取着されており、第1の口金部分32aと第2の口金部分32bとを有し、バルブ10の細管13及び電極22に接続する一対のリード23を被覆する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ランプ、照明装置及びランプの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、電極と排気管(排気管としての役割を終えたものを細管とする。)とを備えるフレア状のステムをガラス管の端部に溶着してなるバルブと、前記バルブの端部を被嵌し且つ前記電極と一対のリードを介して電気的に接続する口金とを備えるランプがある。なお、この口金は、バルブ(ガラス管)の管軸と平行な方向に延出する口金ピンを有し、排気管においてもバルブの管軸と平行な方向にステムから延出している。
【0003】
排気管として利用された後に封止およびチップオフされた細管が、バルブ端部の外周縁のなす仮想平面よりも外方に突出し、この突出部分を覆うように口金が設けられ、さらに、口金ピンが細管と同方向に延出しているため、口金ピンを含めた口金全体の厚み等が大きくなってしまい、特にいわゆる直管形の蛍光ランプにおいてはその全長が長くなる。
このようなランプを光源として点灯させる照明装置も、ランプの口金と接続されるソケットをランプの両端に必ず備えることとなり、ランプの口金周辺部分が大きいものとなり、照明装置としても意匠性も優れたものとはいい難い。
【0004】
これに対し、電極と排気管とを備えるフレア状のステムから、電極だけ備える板状のステムに変更し、このステムをガラス管の端部に取着し、排気管をガラス管の周壁に設けてなるバルブが開発されている。つまり、このランプは、一端が封止された細管の他端がガラス管の周壁の所定部位に溶着されているバルブと、前記細管を覆う状態で前記バルブに取着された口金とを備える。
【0005】
このような構成のランプでは、排気管あるいは細管がバルブの周壁と直交する方向、すなわち排気管あるいは細管の軸がバルブの軸と直交する方向に延びて設けられているため、バルブの端部に設けられた口金のバルブの管軸方向の厚みは、バルブの端面から延出するリード線のみを格納できる厚みがあれば良く、細管がバルブの端面から管軸方向に突出していた従来のランプに比べて口金の厚みを小さくでき、ランプ全長を短くできる。
【特許文献1】実開昭61−48548号公報
【特許文献2】特許3149077号公報
【特許文献3】特開2004−247276号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上述のランプにおける口金は、バルブの端面を覆っている部分の厚みを薄くできるが、口金の内、バルブの外周面を覆っている部分の厚みは、バルブの軸に対して直交する方向に突出した細管を覆うために厚くなる。
本発明は、このような問題の解決を図ろうとなされたものであって、口金におけるバルブの外周面を覆う部分の厚みを薄くできるランプ、照明装置及びランプの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、本発明に係るランプは、一端が封止された細管の他端が筒状の周壁に溶着されているバルブと、前記細管を覆う状態で前記バルブに取着された口金とを備えるランプであって、前記周壁における前記細管の他端の溶着されている溶着部分が、前記周壁の外周面よりも陥没していることを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明に係るランプでは、周壁と細管との溶着部分が周壁の外周面よりも陥没しているため、バルブの周壁における細管が溶着されていない部分の外周面を基準とした場合において、バルブの周壁の外周面からの細管の張り出し量、すなわち突出量を少なくでき、結果的に、口金における、細管を覆い且つバルブの周壁(外周面)に装着される部分の厚みを小さくできる。
【0009】
また、前記周壁における前記細管の他端が溶着されている溶着部分における前記周壁の前記溶着部分以外の外周面に対する陥没量が8mm以下であることを特徴とし、あるいは、前記バルブ内に電極を有し、前記電極を支持する一対のリード線が、前記バルブの端面から延出し、前記延出した部分が前記バルブの端面と前記外周面とに沿って配設され、前記口金は、前記リード線の延出した部分を覆っていることを特徴としている。
【0010】
さらには、前記バルブの端面は、前記一対のリード線の所定箇所に取着された板状のステムの外面と、前記ステムの周囲に設けられた端壁の外面とからなり、前記ステムの内面が、前記バルブの端部の外周縁のなす仮想平面よりも前記バルブの内部側に位置していることを特徴とし、前記細管の中心軸が前記電極と交差しない位置に、前記細管が溶着されていることを特徴としている。
【0011】
また、本発明に係る照明装置は、ランプを光源として備える照明装置であって、前記ランプは上記構成のランプであることを特徴としている。
また、本発明に係る排気管の他端を管状体の周壁に溶着した後に、前記排気管の一端を封止して細管を形成してなるバルブを有するランプの製造方法において、前記周壁における前記排気管の溶着予定部位に前記排気管の他端を溶着する溶着工程と、前記排気管と前記周壁とが溶着された溶着部分及び前記周壁の前記溶着部分の周辺部分が軟化状態の間に、前記溶着部分及び前記周壁の前記溶着部分の周辺部分を前記管状体の管軸側へと相対的に押し込んで前記溶着部分及び前記周壁の前記溶着部分の周辺部分を前記周壁の外周面よりも陥没させる陥没工程とを含むことを特徴としている。
【0012】
ここでいう「前記溶着部分及び前記周壁の前記溶着部分の周辺部分を前記管状体の管軸側へと相対的に押し込んで」とは、前記溶着部分及び前記周壁の前記溶着部分の周辺部分を前記管状体の管軸側へと押し込む場合、管状体を前記溶着部分側へと押し込む場合、そして、前記溶着部分及び前記周壁の前記溶着部分の周辺部分と管状体とを近づけるように両者を押し込む場合とを含んだ概念である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下では、本発明を実施するための最良の形態について、一例を示して説明する。なお、以下の説明で用いる形態は、本発明の構成及び作用・効果を分かりやすく説明するために用いる一例であって、本発明は、その本質的な特徴部分以外に何ら以下の形態による限定を受けるものではない。
<実施の形態>
本実施の形態に係る蛍光ランプ(以下、単に「ランプ」とする。)、照明装置の構成について、図を用いて以下説明する。
1.ランプの構成
図1は、本実施の形態に係るランプを示す斜視図であり、端部部分は特に拡大して示している。
【0014】
図2は、ランプ1の端部の構成を示す模式断面図であり、図3は、ランプ1を図1のY方向から見た図である。
ランプ1は、図1及び図2に示すように、長細い円筒形状のバルブ10と、バルブ10の端部に取着された口金30とを有する。バルブ10の内部には電極22が設けられており、口金30の口金ピン31が電極22と一対のリード23を介して電気的に接続している。なお、前記バルブ10は、換言すると、発光管である。
(1)バルブ
バルブ10は、円筒状の周壁11aと周壁11aの各端に設けられた端壁11bとを有するガラス管11と、ガラス管11の周壁11aに設けられた細管13と、ガラス管11の内面に形成された蛍光体層14(図2参照)と、ガラス管11の端壁11bに取着されたステムマウント19とを備える。
【0015】
ガラス管11の端壁11bの中央には開口11cがあり、この開口11cが、後述のステムマウント19のステム20により塞がれ、その後、ガラス管11内に、放電物質である水銀(Hg)と、希ガスとしてのアルゴン(Ar)ガス等とが、円筒状の排気管を介して充填されている(図示を省略)。
排気管は、上述のガス等を充填した後、公知の技術によって、チップオフ封止され、その後のバルブ10の内部は放電空間15となる。なお、チップオフ封止された状態の排気管を本発明において細管という。
【0016】
このように、ガラス管11の端壁11b,11bの略中央の開口11cがステムマウント19によって塞がれ、内部に水銀等が封入されてバルブ10が完成すると、ガラス管11の周壁11aがバルブ10の周壁10aとなり、また同様に、ガラス管11の端壁11bとステム20とがバルブ10の端壁10bとなる。
細管13は、図2に示すように、放電空間15内に配された電極(後述のフィラメントコイルである。)22の位置よりも、ガラス管11の管軸方向であってそのガラス管の中央側に位置している。すなわち、細管13の中心軸が電極22と交差しない位置に細管13が溶着されている。
つまり、細管13と、バルブ10の端部の外周縁のなす仮想平面P1との距離が、電極22(フィラメントコイルのコイル軸)とバルブ10の端部の外周縁のなす仮想平面P1との距離よりも大きくなっている。
【0017】
細管13が設けられているバルブ10の周壁10aは、図2に示すように、その細管13とバルブ10の周壁10aとの溶着部分10c及びその周辺の外周部分がバルブ10の管軸に向かって陥没し、この陥没した部分から細管13がバルブ10の管軸と直交する方向に、管軸とは反対側に向かって突出し、その突出先端は、バルブ10の周壁10aであって細管13が設けられていない部分の外周面の高さよりも外側に位置している。
【0018】
なお、突出先端は、封止後、さらに細管を押し込むことによって、周壁10aの細管13が設けられていない部分の外周面の高さよりも内側(放電空間15側)に位置させても良い。これにより、口金30の後述の口金本体32をさらに薄くできる。
ここで、陥没量(図2の「L」である。)等について説明する。
本実施の形態では、バルブ10の外径D0が25.5(mm)、バルブの厚さtが0.8(mm)、陥没量Lが5(mm)である。細管13は、6(mm)、外径が4.9(mm)、内径が3.6(mm)の円筒であり、バルブ10の外周面において陥没している部分(バルブ10の外側から見たとき)は、直径10(mm)の略円形状をしている。
【0019】
また、細管13における、バルブ10の周壁10aからの突出量は、細管13が設けられていない部分の外周面を基準としたときに、その外周面から1(mm)である。
陥没量Lは、細管13が溶着されているバルブ10の周壁10aの溶着部分10cの外面と、細管13が溶着されていないバルブ10の周壁10aの外周面との最大距離である。換言すると、陥没量Lは、陥没している部分の外表面であって、バルブ10の管軸に最も近いところに位置する外表面と、細管13が溶着されていないバルブ10の周壁10aの外周面(外表面)との距離である。
【0020】
バルブ10の内面に形成された蛍光体層14は、赤色発光(Y:Eu3+)、緑色発光(LaPO:Ce,Tb)、青色発光(BaMgAl1017:Eu,Mn)からなる一般的な三波長型蛍光体が用いられている。
ステムマウント19は、図2及び図6の(d)に示すように、ステム20と、ステム20を貫通する一対のリード23と、当該一対のリード23間に支持された電極22とからなる。
【0021】
電極22は、コイル状をしたフィラメントコイルからなり、当該フィラメントコイルの両端が一対のリード23のそれぞれ一端部に支持されて、リード23間に架設されている。
ステム20は、円盤状(板状)をしたガラス製の所謂ボタンステム(以下、このステムを「ボタンステム」とする。)20である。電極22のボタンステム20への取着は、一対のリード23がボタンステム20をその肉厚方向に挿通した状態で、リード23とボタンステム20とが密着した状態で接合されている。なお、電極22は、所謂、熱陰極タイプのものであり、少なくとも1ターン以上のコイル部分を有する。
【0022】
ガラス管11の端壁11bの開口11cの形状は円形状をしている。図2及び図3に示すように、ボタンステム20の外径D2は、ガラス管11の端壁11bの開口11cの直径D1より大きい。ボタンステム20における電極22が存在している側の面(以下、「内面」とする。)の一部と、ガラス管11の端壁11bにおける開口11cの周縁部分とが重なる状態で、前記ボタンステム20がガラス管11の端壁11bに溶着されている。
【0023】
ここで、ガラス管11にボタンステム20が溶着された状態では、バルブ10の端面は、ボタンステム20の外面と、ガラス管11の端壁11bであって当該端壁11bに封着されているボタンステム20の周囲(ガラス管11の端壁11bのうち、ボタンステム20と重なり合っていない部分である。)からなる。
つまり、バルブ10をその管軸方向から見たとき(図3に相当する。)に、バルブ10の見えている部分がバルブ10の端面であり、バルブ10の端壁10bは、ボタンステム20と、ボタンステム20とガラス管11の端壁11bとの重なり部分と、ガラス管11の端壁11bにおけるボタンステム20の周囲にある部分(この部分は、バルブ10の端面を構成している部分であり、ガラス管11の端壁11bであってボタンステム20と重なっていない部分である。)とからなる。なお、ガラス管11端壁11bとボタンステム20とが重なり合っている部分は溶着されているため円環状の溶着部となっている。
【0024】
バルブ10の端面は、例えば、ガラス管11の端壁11bにおけるボタンステム20と溶着する部分及びその周辺がバルブ10の内部側に窪んでおり、ボタンステム20の内面が、図2に示すように、バルブ10の端部の外周縁のなす仮想平面P1(バルブ10の端面と同じになる。)よりもバルブ10の内部側に位置している。
つまり、ガラス管11の端壁11bとその開口11cは陥没する状態に窪んでおり、端壁11bの前記窪んだ部分(開口11c周辺部分)にボタンステム20が存在し、ボタンステム20の外面が、バルブ10の端部の外周縁のなす仮想平面P1と略面一になっている。
【0025】
バルブ10等の構成を具体例で説明すると、バルブ10(ガラス管)の外径D0が25.5(mm)、端壁12の開口D1が9.8(mm)、ボタンステム20の外径D2が12.5(mm)である。
なお、ランプ1の発光光束を確保する観点から、ガラス管11の内面だけでなく、ボタンステム20における放電空間15側の面であって、ガラス管11の開口11cに対応する部分(つまり、放電空間15に露出している部分)にも蛍光体層14aが形成されている。
【0026】
バルブ10の端面(正確には、ボタンステムの外面である。)からは、図1〜図3、特に図1の拡大部分に示すように、一対のリード23が延出され、当該リード23が口金30の口金ピン31に電気的に接続されている。
リード23は、図1〜図3に示すように、ボタンステム20から外方へと延出した直後に折り曲げられ、バルブ10の端面と、周壁11aのうちの端面に近い部分の外周面とに沿って配され、口金30の口金ピン31,31に接続されている。
(2)口金
口金30は、バルブ10の端部に固着剤(例えば、シリコーン樹脂である。)を用いて装着される口金本体32と、口金本体32に設けられ、かつ電極22を支持するリード23と接続される口金ピン31,31とを備える。なお、固着剤は、口金30の内部に充填されているが、リード23の配線やバルブ10の端面等の様子が分かるように、その図示を省略している。
【0027】
この口金30は、図1、図3から分かるように、ボタンステム20を覆うように設けられ、かつバルブ10の端面が外観視できる状態で設けられている。ここでいう、外観視できる状態とは、口金を不透明な材料で構成したときに、バルブ10の端面が外観から見えることをいい、さらに、換言すると、口金30により覆われていない部分が端面に存在する(口金30の外周よりもバルブの外周の方が大きい)ことである。
【0028】
口金本体32は、図1〜図3に示すように、バルブ10の端部の形状に沿った「L」字状をし、バルブ10の端壁10bの一部の外面を覆う第1の口金部分と32aと、バルブ10の端壁10bに近い周壁10aの一部の外周面を覆う第2の口金部分32bとを有している。これにより、口金30とバルブ10との接合面積を広くすることができ、口金30を充分な固着力でバルブ10に固着することができる。
【0029】
さらに、バルブ10の周壁10aであって細管13との溶着部分10cは、バルブ10の管軸側に陥没しているため、バルブ10と口金30とを固着する固着剤が陥没によって形成された空間部分にも充填されるため、接合面積をより大きくできると共に接合部分の凸凹形状によって(アンカー効果)、固着力を高めることができる。
口金本体32、つまり、第1の口金部分32aと第2の口金部分32bは、その内部が空洞であって、バルブ10側が開口している。このため、口金30が、バルブ10の端部に装着された状態では、ボタンステム20から延出して、バルブ10の端壁10bの外面及び周壁10aの外周面に沿って配されているリード23を内部に格納することとなる。
【0030】
一方、ボタンステム20の内面には蛍光体層14aが形成されており、当該蛍光体層14aで変換された光をバルブ10の外部により多く取り出すために、口金本体32を構成する材料として透光性材料(例えば、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、PC(ポリカーボネート)である。)を用いることが好ましい。
口金ピン31は、図1〜図3に示すように、バルブ10の管軸に対して直交する方向(図1のZ方向である。)に立設し、その内部にリード23が挿入されている。即ち、本実施の形態に係るランプ1では、口金ピンがバルブの端面から管軸方向の外方に向けて延出するのではなく、口金ピン31がバルブ10の周壁10aからバルブ10の管軸に対して直交する方向(径方向)の外方に向けて立設されている。
【0031】
なお、図1の拡大図、図2、図3で示しているバルブ10の端部と反対側の端部の構造、この端部に取着されている口金の構造等も同様である(図示を省略)。但し、細管13はバルブ10の一方の端部にのみ取着されている。しかし、細管はバルブの両方の端部に取着されていても良い。この場合、バルブ10内を排気しやすく、排気時間の短縮を図ることができる。
【0032】
上記構成のランプ1では、細管13を溶着している溶着部分10cがバルブ10の管軸側に陥没しているため、従来と同じ長さの細管(排気管)を使用した場合であっても、陥没した量だけ、バルブ10の周壁10aの外周面からの細管13の張り出し量を小さくすることができ、結果的に口金30の第2の口金部分30bの厚みを薄くできる。
また、ランプ1では、口金30の口金ピン31をバルブ10の周壁10a側に配し、ボタンステム20から延出する一対のリード23を当該ボタンステム20とバルブ10の外面に沿って這わせ、この状態で口金30を取着しているため、結果的に口金30の第1の口金部分30aの厚みを薄くできる。
【0033】
このように、本実施の形態に係るランプ1は、バルブ10の周壁10aの外周面からの細管13の張り出しと、バルブ10の端壁10bの外面からのボタンステム20の張り出しとを小さく(又はなくすことが)できるので、バルブ10の端部を覆う口金30の厚みを薄くできる。これにより、ランプ1は、全体として高い意匠性を有することとなる。
2.照明装置
上記構成のランプ1を構成要素として有する本実施の形態に係る照明装置について、図4を用い説明する。
【0034】
図4は、ランプ1を備える照明装置を示す図であり、併せて隣り合うランプ間の部分を拡大して示した図である。
照明装置40は、図4に示すように、一例として、2本のランプ1を備え、当該2本のランプ1は、直列配置される。照明装置40には、器具本体42に4つのソケット43が配設されている。器具本体42上における4つのソケット43のそれぞれは、ランプ1の口金ピン31の装着を受け入れる。このため、4つのソケット43は、Y軸方向に直列配置されている。
【0035】
また、実施の形態に係る照明装置40では、器具本体42のソケット43に2本のランプ1の口金ピン31をそれぞれ差し込むことにより、2本のランプ1が直列配置される。器具本体42は、ランプ1から器具本体42側に出射された光を所定方向(例えば、ランプ1がある方向)に反射させる反射面を有する。
ランプ1は、上述したように、口金30の第2の口金部分30bの厚みを薄くできる。このため、バルブ10と器具本体42との隙間(図4における「H」である。)を小さくでき、意匠性の高い照明装置40を得ることができる。
【0036】
また、ランプ1とランプ1との長手方向(Y軸方向)における隙間Wは、ランプ1の管軸方向の寸法において口金30(第1の口金部分30a)の厚みを小さくすることができ、従来の長手方向端部に口金を有するランプに比べて狭くすることができる(3.ランプ及び照明装置の優位性の欄で説明。)。
なお、本実施の形態での器具本体42は、天井41に埋設されたタイプであるが、当然、天井41に装着されるタイプであっても良いし、1つのランプを点灯させる照明装置であっても良い。
3.ランプ及び照明装置の優位性
本実施の形態に係るランプ1では、図2に示すように、バルブ10の周壁10aにある細管13の溶着部分10cがバルブ10の管軸側に陥没しているため、細管13のバルブ10の周壁10aの外周面からの張り出しを少なくできる。
【0037】
このため、バルブ10の端部に装着される口金30は、細管13のバルブ10の外周面から張り出している部分のみを格納する空間を確保できれば良く、第2の口金部分30bの厚みを薄くできる。これにより、このランプ1を、照明(ライン照明を含め)用光源として利用する際に、ランプ1と器具本体42との隙間(同図の「H」である。)を小さくでき、結果的に照明装置40の厚み(ランプ1の管軸と直交する方向に寸法である。)を小さくできる。
【0038】
さらに、図2に示すように、バルブ10の端面が、バルブ10の端部の外周縁のなす仮想平面P1と略面一状にあるので、バルブ10の端壁10bを覆う第1の口金部分30aは、その内部にリード23を確保することができる空間を確保できれば良く、第1の口金部分30aの厚みを薄くできる。これにより、このランプ1を、図4に示すようにライン照明として利用する際に、ランプ間の距離(同図の「W」である。)を小さくでき、結果的に複数のランプが繋がってあたかも一本のランプが光っているようにすることができる。
【0039】
また、口金30を構成する材料に、透光性の材料を利用することにより、バルブ10から発せられる光は口金30によって遮られにくくなり、照明装置40から外部へと放射される光を増加させることができる。
特に、このランプ1をライン照明として使用したときに、ランプ1の端面からの光は第1の口金部分30aを通って隣接するランプ1側に出射し、さらに、バルブ10から第2の口金部分30bを通って出射された光を、隣接するランプ間に向けて反射するように器具本体42の反射面を構成すれば、隣接するランプ1間を通過する光の量を多くすることができる。
【0040】
これにより、ランプ1の管軸方向の中間部の輝度と、隣接するランプ1間の輝度との差を少なくでき、より一層、複数のランプがあたかも一本のランプが光っているようにすることができる。
4.ランプの製造方法
(1)概略
本実施の形態に係るランプ1の製造方法について、図5及び図6を用いて説明する。なお、以下では、ランプ1の製造方法の中でも特徴的な部分のみを説明し、従来技術に係るランプの製造方法と同様の過程については説明を省略する。
【0041】
図5(a)に示すように、円筒状の管状体50を準備する。管状体50は、内面に蛍光体層50aが形成されている。蛍光体層50aは、上記蛍光体材料(Y:Eu3+、LaPO:Ce,Tb、BaMgAl1017:Eu,Mn)を用いて形成されている。
次に、図5(b)に示すように、管状体50の管軸を回転軸として管状体50を回転させながら、両端部(矢印Bで指す部分)を加熱バーナー91で加熱しながら、成型ローラー92を用い縮径して行く。成型ローラー92の侵入深さは、縮径後の管状体50の径及び予定しているガラス管11の端壁11bの開口11cの径に基づいて規定されている。
【0042】
なお、成型ローラー92については、加熱バーナー91により加熱されている管状体50の該当部分との温度差を小さくするために、ローラー加熱バーナー93により加熱されている。また、管状体50の両開口部分は、グレージングバーナー94により加熱されている。
図5(c)に示すように、所定の径まで縮径することで、両端近傍部分に縮径部分51を有する管状体52が形成される。
【0043】
次に、縮径部分51の底に当たる部分をカットする。これにより、図6(a)に示すように、開口を有する両端部分54,54を有する本体部53と、カットにより生ずるカット端部分55とに分けられる。なお、端部をカットする方法としては、例えば、砥石を用いた砥石カットや、シャープな炎のバーナーを用いたチルカット等を採用することができる。
【0044】
図6(a)に示す工程では、両端部分54がカット時の熱をまだ有しているので、時間の経過とともに表面張力により開口径が縮径されてくる(図6(b)を参照)。図6(b)に示すように、ある程度時間が経過すると、両端壁57にバルブの外径よりも径の小さな開口(11c、図2を参照。)を有する管状体56が形成されるに至る。
この工程を終えた状態では、図6(b)に示すように、管状体56の端壁57は、管状体56の管軸方向であって外方に張り出している。
【0045】
次に、図6(c)に示すように、管状体56に排気管59を溶着する。この溶着については後述する。排気管59が溶着された管状体56における開口(11c)をボタンステム20で塞ぐように、ボタンステム20の周縁を開口(11c)の周辺部分に溶着させる。
ステムマウント19を溶着する工程では、図6の(d)に示すように、電極(フィラメントコイル)が取着されたボタンステム20を、管状体の56の端壁57(の外面)に管状体56の外部から当接させる。この際、電極は、管状体56の端壁57にある開口から管状体56の内部へと挿入される。
【0046】
次に、管状体56の端壁57とボタンステム20との当接部分及び端壁57における当接部分周辺を、例えば、バーナーで加熱し、加熱部分のガラスが変形可能な状態になると、ボタンステム20を管状体56の内部へと押し込む。これにより、端壁57とボタンステム20との溶着が行われる。なお、押し込み量は、例えば、ボタンステム20の外面が、管状体56の外周縁のなす仮想平面と略面一状となるまである。
【0047】
最後に、管状体56にステムマウント19が溶着されると、排気管59を利用して管状体56の内部を真空(管状体56内の空気等を排気する)した後、水銀や希ガス等を封入して、排気管59を封止(チップオフ封止)する。これにより、内部に放電空間15を有するバルブ10が製造され、その後、バルブ10の端部に口金30を取り付けて、ランプ1が完成する。
(2)排気管の溶着
排気管59の溶着について、図7及び図8を用いて説明する。なお、図7及び8では、管状体56を断面図として説明する。
【0048】
排気管59の溶着は、排気管59を管状体56に溶着する溶着工程と、排気管59を管状体56の管軸側に押し込んで、排気管59と管状体56との溶着部分と管状体56の周壁の前記溶着部分の周辺部分とをこの周壁の外周面よりも陥没させる陥没工程とを経て行われる。
溶着工程では、まず、図7の(a)に示すように、管状体56における排気管59の溶着予定位置56aを、例えば、加熱バーナー95で加熱する。
【0049】
加熱部分が溶融状態になると、図7の(b)に示すように、管状体56の端壁57の開口57aからエアーを吹き込んで、加熱部分に貫通孔56bを開ける(所謂、「吹き破り」である。)。
次に、図7の(c)に示すように、排気管59の他端(管状体56への溶着側の端)と、管状体56の貫通孔56bの周辺部分56cとを、例えば、加熱バーナー96で加熱する。
【0050】
なお、加熱バーナー95は、局所的な範囲を加熱するタイプであり、加熱バーナー96は、加熱バーナー95よりも広い範囲を加熱するタイプである。
排気管59と管状体56の加熱部分が加熱されて溶融状態になると、図8の(a)に示すように、管状体56の貫通孔56bの周辺部分56cに排気管59の他端を押し当てて、両者59,56を溶着する。
【0051】
次に、陥没工程は、溶着工程において、排気管59と管状体56の周壁とが溶着された溶着部分及び周壁の溶着部分の周辺部分が軟化した状態の間に、図8の(b)に示すように、排気管59を管状体56の内部へと押し込む。
つまり、加熱された排気管59を、当該排気管59の管軸が管状体56の管軸56dと直交し且つ排気管59の貫通孔と管状体56の貫通孔56bとが一致する(所謂、連通状態である。)ように管状体56に押し当て、そのまま当該排気管59を管状体56の管軸56dに近づくように押し込む。これにより排気管59と管状体56の周壁とが溶着された溶着部分が管状体56の管軸に近づくように位置し、かつこれに追従するように周壁の溶着部分の周辺部分も陥没することとなる。なお、排気管59を押し込む際には、排気管59と管状体56の周壁とが溶着された溶着部分及び周壁の溶着部分の周辺部分が軟化した状態である。
【0052】
これにより、図8の(c)に示すように、管状体56の排気管59の取着部分56eが陥没した状態となる。
なお、排気管溶着工程において、管状体56の内面に蛍光体層50aが形成されている場合、直接排気管59を管状体56に取着しても良いし、排気管59を取着する部分の蛍光体層50aを削除してから排気管59を管状体56に取着しても良い。直接排気管59を管状体56に取着すると、排気管59の溶着工程の効率化を図ることができ、排気管59を取着する部分の蛍光体層50aを削除してから排気管59を管状体56に溶着すると、両者の溶着部分に蛍光体材料が含まれ難くなり、溶着部分の接合力に対する信頼性を向上させることができる。
5.その他の事項
(1)ランプについて
上記実施の形態では、直管形のランプ1を一例として用いたが、円環型のランプに対して本発明を適用することももちろん可能である。円環型のランプに対して本発明を採用する場合にも、バルブの一方の端部と他方の端部との間隔を小さくできるため意匠性の優れたランプを得ることができ、さらに端部同士の接近箇所間における非発光領域を少なくすることができ、1本のランプが切れ目のない円環状に光っているようにすることができる。
(2)細管(排気管)取着位置
上記実施の形態では、細管13は、口金30の口金ピン31よりもバルブ10の管軸方向の中央側に位置しているが、排気管が口金ピンとバルブの周縁との間に位置していても良い。この例を、変形例1として以下説明する。
【0053】
図9は、変形例1に係るランプ端部の拡大図である。
ランプ101は、バルブ103、口金105を有する。
ガラスバルブ103は、実施の形態と同様に、周壁107aと端壁107b,107bとを有するガラス管107と、ガラス管107の内面に形成された蛍光体層109と、ガラス管107の周壁107aに設けられた細管111と、ガラス管107の端壁107bに取着されたステムマウント113とを備える。
【0054】
口金105は、口金本体115と口金ピン117とを有し、口金ピン117は、ボタンステム121から延出するリード123と接続されている。
ガラス管107の端壁107bの中央には開口107cが設けられていると共に、開口周辺部107dが、ガラス管107の内部に凹入しており、バルブ103の端部における管軸と直交する方向からバルブ103の端部を見たときに、ボタンステム121の外面が、バルブ103の端部の外周縁のなす仮想面P2よりも、バルブ103の内側に位置している。
【0055】
細管111が設けられているバルブ103の周壁103aの溶着部分103cは、図9に示すように、バルブ103の管軸側に陥没し、口金ピン117とガラス管107の外周縁との間に位置している。
この細管111の取り付け位置は、仮想平面P2を基準にして、バルブ103の管軸方向で、バルブ103の中央側へ15mm移った位置である。つまり、細管111の中心軸と、仮想平面P2との間隔が15mmである。
【0056】
また、フィラメントコイルのコイル軸は、仮想平面P2と並行な位置関係にあり、フィラメントコイルのコイル軸の位置は、同じく、仮想平面P2から10mm移った位置である。
フィラメントコイルの位置と細管の位置が近い場合、排気工程において、ガス、水銀の封入時に、これらがフィラメントコイルに接触する可能性がある。また、細管の取り付け位置をフィラメントコイルの位置より仮想平面側にする場合、細管の溶着工程にて、封止端面(ガラスバルブの端壁)の偏肉、歪等の熱履歴の影響を受けやすくなり、歩留まりが低下するおそれがある。
【0057】
以上のことから、細管の取り付け位置は、仮想平面P2に対して10mm以上離すことが望ましい。すなわち、フィラメントコイルのコイル部の径、細管の径を、バルブ103の管軸と直交する方向から見た場合、それらが干渉することのない位置関係が必要であり、かつ仮想平面P2より10mm以上離す必要がある。
(3)細管(排気管)の陥没量
上記実施の形態では、細管の他端が溶着されている溶着部分の陥没量が5(mm)であったが、この陥没量は8mm以下であれば良い。これは、溶着部分が少しでも陥没(0(mm)より大である。)していれば、同じ長さの細管を用いた場合、その突出先端のバルブからの突出量を陥没していないときに比べて小さくでき、結果的に口金の厚みを薄くできるからである。
【0058】
なお、陥没量が8(mm)より大になると、陥没部分のバルブの厚みが薄くなり、衝撃・振動等によりその部分が破損し易くなり、さらに、陥没している部分を覆う口金の幅(陥没方向と直交する方向の寸法である。)が大きくなるからである。
また、細管をバルブ内に押し込む量、つまり、陥没量が2(mm)以上であることが好ましい。これは、細管を押し込む際の作業性が良く、また、押し込む量の管理が容易だからである。
(4)蛍光体材料
上記実施の形態では、蛍光体層14の構成材料として上記蛍光体材料を採用したが、本発明は、これに限定を受けるものではない。一般的にランプの形成において用いられている蛍光体材料に適宜変更することが可能である。
(5)ステムの位置
上記実施の形態では、バルブ10の管軸と直交する方向からバルブ10の端部を見たときに、ボタンステム20の外面とバルブ10の端部の外周縁のなす仮想平面P1とが略面一状になっていたが、ボタンステム121の外面が、図9に示すように、バルブ103の端部の外周縁のなす仮想平面P2よりも、バルブ103の内側(他端側)に位置していても良い。
(6)ステムの大きさ
実施の形態では、バルブ10の端壁にある開口(ステム溶着前)とボタンステム20の大きさとの関係について特に説明しなかったが、ボタンステムの大きさは、開口の大きさの1.2倍以上、1.5倍以下が好ましい。ボタンステムの大きさが開口の大きさの1.2倍より小の場合、溶着時にボタンステムが溶融により収縮して、開口の大きさよりも小さくなることが多くなり、ボタンステムの大きさが開口の大きさの1.5倍より大の場合、ボタンステムが必要以上に大きくなりコスト高になる。
【0059】
なお、上記では、ボタンステムの直径と開口の大きさとの関係を開口の大きさに対する比率で規定したが、ボタンステムと端壁との重なりは、1(mm)以上、2.5(mm)以下の範囲が好ましい。
これは、重なりが1(mm)未満の場合、重なり部分からのリークが発生し易く、また、重なりが少ないためボタンステムの位置決めが困難となり、さらに、ボタンステムの溶融時にボタンステムが移動して作業性が悪化するからである。また、重なりが2.5(mm)より大の場合、重なり部分からのリークは発生し難くなるものの、ボタンステムが大きくなりすぎて、コスト高につながったり、ボタンステムを覆う口金が大きくなったりする。さらに、重なり部分の面積が大きいため重なり部分の溶融に時間を要して作業性が悪くなる他、重なり部分に蛍光体層を形成しない場合、蛍光体層のない領域が広くなり発光光束が低下する。
(7)ステムの厚さ
実施の形態では、バルブ10の端壁10bの厚み(ステム溶着前)とボタンステム20の厚さとの関係について特に説明しなかったが、ボタンステムの厚さは、開口の厚さの0.8倍以上、3.0倍以下が好ましい。この範囲の場合、溶着時のボタンステムと端壁との溶融進行度が略同等となり、溶着部の熱的、機械的強度を向上させることができる。
【0060】
すなわち、ボタンステムの厚みが端壁の厚さの0.8倍より小の場合、ボタンステムの溶融が端壁の溶融よりも早く進行し、ボタンステムの大きさが、端壁の開口よりも小さくなり、ボタンステムの厚さが端壁の厚さの3.0倍より大の場合、端壁の溶融がボタンステムの溶融よりも早く進行し、開口の大きさが、ボタンステムよりも大きくなる。
ただし、ボタンステムの厚さが1(mm)未満となる場合は、ボタンステムのリードの挿入部分より、リークが発生するため、ボタンステムの厚さは、1(mm)以上、開口の厚さの3.0倍以下が好ましい。
また、溶着後もバルブの端壁の厚みとボタンステムの厚さとの関係が上記比率であれば、溶着部の熱的、機械的強度の向上、さらにはリードの挿入部分におけるリークを低減できる。
【産業上の利用可能性】
【0061】
本発明は、バルブから口金の張り出し量を少なくすることができるランプ、照明装置及びランプの製造方法を提供するのに有効である。
【図面の簡単な説明】
【0062】
【図1】本実施の形態に係るランプを示す斜視図であり、端部部分は特に拡大して示している。
【図2】ランプの端部の構成を示す模式断面図。
【図3】ランプを図1のY方向から見た図。
【図4】ランプを備える照明装置を示す図。
【図5】ランプの製造過程を示す工程図。
【図6】ランプの製造過程を示す工程図。
【図7】排気管の取り付け過程を示す工程図。
【図8】排気管の取り付け過程を示す工程図。
【図9】変形例1に係るランプの端部の断面図。
【符号の説明】
【0063】
1 ランプ
10 バルブ
10a 周壁
11 ガラス管
11a 周壁
11b 端壁
11c 開口
13 細管
20 ボタンステム
22 電極
30 口金
40 照明装置
43 ソケット

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一端が封止された細管の他端が筒状の周壁に溶着されているバルブと、前記細管を覆う状態で前記バルブに取着された口金とを備えるランプであって、
前記周壁における前記細管の他端の溶着されている溶着部分が、前記周壁の外周面よりも陥没している
ことを特徴とするランプ。
【請求項2】
前記周壁における前記細管の他端が溶着されている溶着部分における前記周壁の前記溶着部分以外の外周面に対する陥没量が8mm以下である
ことを特徴とする請求項1に記載のランプ。
【請求項3】
前記バルブ内に電極を有し、
前記電極を支持する一対のリード線が、前記バルブの端面から延出し、前記延出した部分が前記バルブの端面と前記外周面とに沿って配設され、
前記口金は、前記リード線の延出した部分を覆っている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のランプ。
【請求項4】
前記バルブの端面は、前記一対のリード線の所定箇所に取着された板状のステムの外面と、前記ステムの周囲に設けられた端壁の外面とからなり、
前記ステムの内面が、前記バルブの端部の外周縁のなす仮想平面よりも前記バルブの内部側に位置している
ことを特徴する請求項3に記載のランプ。
【請求項5】
前記細管の中心軸が前記電極と交差しない位置に、前記細管が溶着されている
ことを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載のランプ。
【請求項6】
ランプを光源として備える照明装置であって、
前記ランプは請求項1〜5の何れか1項に記載のランプである
ことを特徴とする照明装置。
【請求項7】
排気管の他端を管状体の周壁に溶着した後に、前記排気管の一端を封止して細管を形成してなるバルブを有するランプの製造方法において、
前記周壁における前記排気管の溶着予定部位に前記排気管の他端を溶着する溶着工程と、
前記排気管と前記周壁とが溶着された溶着部分及び前記周壁の前記溶着部分の周辺部分が軟化状態の間に、前記溶着部分及び前記周壁の前記溶着部分の周辺部分を前記管状体の管軸側へと相対的に押し込んで前記溶着部分及び前記周壁の前記溶着部分の周辺部分を前記周壁の外周面よりも陥没させる陥没工程と
を含むことを特徴とするランプの製造方法。

【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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【公開番号】特開2010−102993(P2010−102993A)
【公開日】平成22年5月6日(2010.5.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−274312(P2008−274312)
【出願日】平成20年10月24日(2008.10.24)
【出願人】(000005821)パナソニック株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】