JP2004099404A

JP2004099404A - 硝子管の成形方法

Info

Publication number: JP2004099404A
Application number: JP2002266561A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Tsuda; 津田　満
Original assignee: Maeda Kogyo Co Ltd
Current assignee: Maeda Kogyo Co Ltd
Priority date: 2002-09-12
Filing date: 2002-09-12
Publication date: 2004-04-02

Abstract

【課題】硝子管の内径の如何にかかわらず、加圧接触溶着すること無しに、並列させた複数の硝子管の側部同士を連通管を介して気密に溶着させる硝子管の成形方法を提供すること。
【解決手段】複数の並列させた硝子管の側部同士を連通管を介して気密に溶着させる、硝子管の成形方法であって、硝子管の側部を、加熱することによって軟化させ、該硝子管を金型に入れて、ブロー成形することにより、硝子管側部に突起部を形成し、突起部が形成された硝子管を金型から取り出し、硝子管内に流体をブローしつつ、加熱することによって、前記突起部を開口させて一部開口突起部とし、該一部開口突起部を加熱して、所望の開口面積を有する開口突起部とし、該開口突起部の周縁同士接合させ、接合部分を加熱することにより溶着して、連通管を形成することよりなる、硝子管の成形方法。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、硝子管の成形方法に関し、更に詳細には、屈曲した放電通路を必要とする放電灯電球等を製造するための硝子管の成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、放電灯としては、高い光出力を図りながら小型化できることより、Ｕ字型又はＬ字型に変曲した放電路をもつ電球が実用化されている。
このような放電灯を製造するにあたって、放電路を変曲させた硝子管を効率よくできることが求められている。
【０００３】
放電路を変曲させた硝子管の製造方法としては、例えば、特公平６−４５４６９号公報があげられる。特公平６−４５４６９号公報は、並列された硝子管の側部同士を連通孔を介して外部と気密に連通接合させる硝子管の成形方法を開示しており、該成型方法では、（１）　２本の硝子管を並設し、各々の硝子管内にバーナーを挿入して、硝子管内面より加熱して、連通孔を形成する部分の硝子を軟化させ、（２）　各硝子管内にピンチャーヘッドを挿入して軟化した部分に更にピンチ圧を加えて加熱軟化個所同士を接触溶着させて溶着部を形成し、（３）　ピンチャーヘッドを取り去り、再度硝子管内にバーナーを挿入して、硝子管内面より溶着部を加熱溶融させ、バーナーの風圧によって開孔させて連通孔を形成し、（４）　硝子管内のバーナーによって溶着個所の肉溜りを外側に押し出して、接合管を形成することとしている。
【０００４】
【特許文献】
特公平６−４５４６９号公報（請求項１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この方法では、各硝子管の内径が小さいと、ピンチャーヘッドやバーナーが入らず、加工が行えないという問題がある。更に、各硝子管内にピンチャーヘッドやバーナーを挿入することとしているので、放電路の形成位置が、ピンチャーヘッドやバーナーの先端が達することの可能な範囲に限定されてしまうと言う問題もあった。
【０００６】
前記先行技術においては、ピンチ圧を加えて加熱軟化個所同士を接触溶着させて溶着部を形成することとしているが、圧力をかけつつ接触溶着させた部分においては、硝子内にピンホールが生じたり、溶着された部分の硝子表面が波状になってしまうと言う問題もあった。
また、圧力をかけつつ接触溶着を行うと、加圧溶着部分における硝子の粘度が高くなってしまう。このため、バーナーによって溶着個所の肉溜りを外側に押し出して接合管を形成する工程において、開口径を大きくすることが困難となり、ひいては、接合管の壁厚を大きくすることができず接合管の強度に関しても問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、硝子管の内径の如何にかかわらず、加圧接触溶着すること無しに、並列させた複数の硝子管の側部同士を連通管を介して気密に溶着させる硝子管の成形方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明によれば、複数の並列させた硝子管の側部同士を連通管を介して気密に溶着させる、硝子管の成形方法であって、硝子管の側部を、加熱することによって軟化させ、該硝子管を金型に入れて、ブロー成形することにより、硝子管側部に突起部を形成し、突起部が形成された硝子管を金型から取り出し、硝子管内に流体をブローしつつ、加熱することによって、前記突起部を開口させ、開口された突起部の周縁同士接合させ、接合部分を加熱することにより溶着して、連通管を形成することよりなる、硝子管の成形方法が提供される。
また、複数の並列させた硝子管の側部同士を連通管を介して気密に溶着させる、硝子管の成形方法であって、硝子管の側部を、加熱することによって軟化させ、該硝子管を金型に入れて、ブロー成形することにより、硝子管側部に突起部を形成し、突起部が形成された硝子管を金型から取り出し、硝子管内に流体をブローしつつ、加熱することによって、前記突起部を開口させて一部開口突起部とし、該一部開口突起部を加熱して、所望の開口面積を有する開口突起部とし、該開口突起部の周縁同士接合させ、接合部分を加熱することにより溶着して、連通管を形成することよりなる、硝子管の成形方法が提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を基に、本発明の実施の形態を模式的に説明する。尚、図１は、本発明の実施の形態の概略を示し、図２〜４はその拡大図である。図１の区分（ａ）ないし（ｉ）は工程順を示しており、図２以下図４までの各図の区分（ａ）ないし（ｉ）は同一工程を示している。図１ｈ及びｉは、一部断面側面図であって、図１ａ〜ｇの一部断面正面図とはその位相を９０度変えて示してある。また、図１ａ〜ｇは、１本の硝子管を示しているのに対して、図ｈ及びｉは２本の硝子管を示している。また、図２ｂ、図２ｃ、図２ｄ、図３ｅ、図３ｆ、図３ｇ、図４ｈ、図４ｉにおいて、それぞれ右側に示される断面図は、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線、Ｅ−Ｅ線、Ｆ−Ｆ線、Ｇ−Ｇ線、Ｈ−Ｈ線、Ｉ−Ｉ線において切断した横断面図である。
【００１０】
図示実施の形態においては、２本の硝子管１から、図５に示す如く放電路となる連通管４を通して２本の硝子管１が外気に対して気密に連通された放電灯電球１１を成形するが、本発明は、硝子管２本を用いることに限定されず、また１対の硝子管間に連通管が複数あっても良い。更に本発明は放電灯電球の成形のみならず、硝子管成形一般に適用されるものである。
また、連通管４の直径は特に限定されるものではなく、硝子管１の直径よりも小さければどのようなものでも可能である。また、図示実施の形態においては、図１ｈ及びｉに示したように、連通管４の横断面は楕円となっているが、本発明は、連通管の横断面形状は特に限定されない。
【００１１】
先ず、図１ａ及び図２ａに示す如く、有底筒状の硝子管１を２本用意する。硝子管の製造方法は、公知の技術を用いることができ、通常、所定寸法に切断された硝子管を、バーナー加熱とブロー圧とで一端を封止する。
図示実施の形態においては、有底筒状の硝子管を用意することとしているが、端部を閉塞していない筒状硝子管を用い、連通管を形成した後に各硝子管の端部を閉塞することを排除するものではない。
図示した硝子管の底部は、縦断面Ｕ字状であるが、底部がフラットのものでもよく、片側が封止されていれば（有底であれば）どのようなものでもよい。本発明において用いられる硝子管の硝子材質（組成）は特に限定されず、軟質硝子から硬質硝子等公知のものを用いることが可能である。また、硝子管の外径は特に問題とならず、また、内径も後述のように特に問題とならない。
【００１２】
図１ｂ及び図２ｂに示すように、このような硝子管１の頸部をチャック３にてクランプし、硝子管１の側部を外面よりバーナー２により加熱する。加熱部位は、連通管４を形成しようとする部分であり、加熱することによってこの部分の硝子粘性を、加工可能な範囲のレベルに高めるものである。加熱温度は、硝子粘性を加工可能とする温域ならばよく、その温度は硝子の組成によって変化するが、通常７００〜８００℃程度である。連通管４が形成される部分は、硝子管の側部であれば特に限定されない。
【００１３】
図１ｃ及び図２ｃに示すように、このように局部的に加熱された硝子管１を金型６に入れ、硝子管内部にエアー等の流体をブローすることによって、加熱された部分が変形し突起部４１が形成される（図１ｄ及びｅ、図２ｄ、図３ｅ）。
ここにおいて用いられる金型には、連通管４を形成するための突起部４１を形成する凹部６１が形成されている。
放電灯電球にあっては、図示実施の形態のように、突起部４１（連通管４）は、硝子管１の軸方向に直交する方向に形成されるが、連通管の形成方向は、図示のものに限定されない。
突起部４１を形成するためのブロー成形は、公知の技術を用いることができ、ブロー圧、ブロー時間等は特に限定されず、適宜選択する。
このようにして突起部４１が形成された硝子管１において、突起部４１は開口しておらず、突起部底壁４１１が存す。
【００１４】
次に突起部４１が形成された硝子管１を、金型より取り出し、突起部４１を開口させる。この場合、突起部４１の突起部底壁４１１をバーナー等で加熱すると共に、硝子管１内に流体をブローする（図１ｅ及び図３ｅ）と、加熱により軟化した突起部底壁４１１はブロー圧によって破裂し、突起部４１が開口して、一部開口突起部４２となる（図１ｆ及び図３ｆ）。この場合、通常、突起部底壁４１１は、その中央が破裂し、底壁４１１の周縁部は残ることとなる。
この場合において、加熱温度は、硝子の組成によってその温度は異なるが、通常８５０℃程度の温域である。このように加熱温度が高く、内部よりブローし、しかも金型壁が無いことより、突起部底壁４１１は破裂することとなる。この時、突起部底壁の一部４１２が残る。
ブロー圧、ブロー時間は特に限定されず、適宜選択する。
【００１５】
次に、一部開口突起部４２に残る突起部底壁４１２を除去し、一部開口突起部４２を完全に開口することとする。このため、一部開口突起部４２の軸方向に沿って外側からバーナー等で加熱をする（図１ｆ及び図３ｆ）と、加熱された突起部底壁４１２の肉は、表面張力により、一部開口突起部４２の筒壁４１３の外周に流動し、一部開口突起部４２が完全に開口され、開口突起部４３となる。この場合、突起部底壁４１２の肉は、筒壁４１３に集約されるので、筒壁４１３が厚くなり、放電灯電球１１の連通管４が強化されることとなる。
また、該加熱を調節することにより、連通孔４の内径を任意に設定することが可能である。
この場合の加熱温度は、硝子が溶融し表面張力によって突起部底壁４１１が筒壁４１３の外周に流れる範囲であり、硝子の組成によってその温度は異なるが、通常、９５０〜１１００℃である。
以上、本発明の図１（ａ）〜（ｇ）に示した工程は、硝子管を２本並列して行う必要はない。従って、加工操作が容易となる。
【００１６】
開口突起部４３が形成された２本の硝子管１を、開口突起部４３が相対するように配置し、開口突起部４３の周縁同士を接合させ、外側よりバーナー等で加熱することによって、開口突起部４３同士を溶着し、連通管４を形成する。この場合、加熱によって接合部は、表面張力の現象によりなだらかになる。
この工程における加熱温度は、通常、９５０〜１１００℃である。
【００１７】
以上のように、本発明によれば、外側より硝子管を加熱し（図１ｂ）、該硝子管を金型に入れて硝子管内部に流体を吹き込む（図１ｃ）ことにより突起部４１を形成し、該突起部４１を外側より加熱し硝子管内部に流体を吹き込む（図１ｅ）ことにより突起部４１を開口して開口突起部４３を形成し、開口突起部４３同士を接合させて溶着させるものである。即ち、本発明においては、前記先行技術（特公平６−４５４６９号）のようにピンチャーヘッドやバーナーを硝子管内に挿入する必要がない。このため、先行技術では硝子管の内径が制限されるが、本発明では硝子管の内径が制限されない。
また、前記先行技術においては、硝子管側部において、ピンチャーヘッドやバーナーの先端が達することができる位置にしか連通管を形成することができないが、本発明では任意の位置に連通管を形成することが可能である。
【００１８】
上述の先行技術においては、各硝子管内にバーナー、ピンチャーヘッドを挿入するため、連通孔を形成した後に硝子管端部を封止する必要があり、また圧力をかけつつ接触溶着を行うために溶着部分の硝子表面が波状になってしまうため、最終的な仕上げとして封止端部及び連通孔部分を金型にて整える必要があった。従って、該先行技術により製造した放電灯電球においては、金型のパーティングラインが残ってしまうという問題があった。しかし、本発明では、各硝子管内にバーナー、ピンチャーヘッドを挿入しないので、連通孔形成前に硝子管端部を封止することが可能であり、また加圧接触溶着を行わないので、硝子表面が波状とならない。従って、連通孔形成前に硝子管端部を封止する場合においては、最終工程として金型により成型を行うことが必要ではなく、パーティングラインの無い製品を製造することが可能である。
【００１９】
【実施例】
紫外線透過硝子製の硝子管２本を用意した。該硝子管は、有底筒状であって、内径は１０．５ｍｍ、肉厚は０．７ｍｍであった。
該硝子管の底部から５ｍｍの箇所を中心として、バーナーにより約７５０℃に加熱し、金型に入れて、９８ＫＰａのエアーを２秒ブローした。該金型には、長径１２ｍｍ、短径１２ｍｍ、深さ４ｍｍの凹部が形成されており、突起部４１が形成された。
突起部４１が形成された硝子管を金型より取り出し、突起部底壁４１１をバーナーにより約８５０℃に加熱すると共に、１８．６ＫＰａのエアーを１．０秒ブローしたところ、突起部底壁４１１の中央部が破裂し、一部開口突起部４２が形成された。
一部開口突起部４２の突起部底壁４１２をバーナーにより約１０００℃に加熱して、突起部を完全に開口させ（長径１１ｍｍ、短径１１ｍｍ）、開口突起部４３を形成した。開口突起部４３の筒壁４１３は０．５ｍｍの厚さとなり、また高さ３．５ｍｍとなった。このようにして形成された２本の硝子管の開口突起部４３の周縁同士を接合し、バーナーにより約１０００℃に加熱し、連通管４を形成した。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、各硝子管内にピンチャーヘッドやバーナーを挿入する必要が無いので、硝子管の内径が小さくとも連通管を形成することが可能であって任意の内径を有する連通管を形成することが可能であり、また、連通管を任意の位置に、任意の数だけ形成することが可能となる。
また、加圧溶着を行うことなく連通管を形成するので、加圧溶着に伴う硝子内のピンホールの発生や硝子表面が波状になるということがない。連通孔の形成に先立って硝子管の一端を封止しておけば、最終的に金型で成形する必要が無く、更に金型成形によるパーティングラインが無いという効果をも奏する。
連通管の内径は、硝子管の外からバーナー加熱によって調整することが可能であり、正確な内径を有する連通孔を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示しており、（ａ）は一部断面正面図、（ｂ）〜（ｇ）は一部断面正面図及び横断面図、（ｈ）及び（ｉ）は一部断面側面図及び横断面図である。
【図２】図１（ａ）〜（ｄ）の拡大図である。
【図３】図１（ｅ）〜（ｇ）の拡大図である。
【図４】図１（ｈ）〜（ｉ）の拡大図である。
【図５】本発明により成形された放電灯電球の一部断面正面図である。
【符号の説明】
１　硝子管
１１　放電灯電球
２　バーナー
４　連通管
４１　突起部
４１１　突起部底壁
４１２　突起部底壁
４１３　筒壁
４２　一部開口突起部
４３　開口突起部
６　金型
６１　凹部

Claims

複数の並列させた硝子管の側部同士を連通管を介して気密に溶着させる、硝子管の成形方法であって、
硝子管の側部を、加熱することによって軟化させ、
該硝子管を金型に入れて、ブロー成形することにより、硝子管側部に突起部を形成し、
突起部が形成された硝子管を金型から取り出し、硝子管内に流体をブローしつつ、加熱することによって、前記突起部を開口させ、
開口された突起部の周縁同士接合させ、接合部分を加熱することにより溶着して、連通管を形成することよりなる、硝子管の成形方法。