优异设计的电弧管的制造方法、低压汞灯和照明装置转让专利
申请号 : CN200410096204.6
文献号 : CN100592453C
文献日 : 2010-02-24
发明人 : 饭田史朗 , 内田纪幸 , 圷秀三
申请人 : 松下电器产业株式会社
摘要 :
一种电弧管，包括通过缠绕直玻璃管形成的电弧管体。直玻璃管的两个部分围绕虚拟圆锥表面螺旋缠绕。玻璃管的螺旋部分被夹在一对可移动固定板之间。玻璃管的螺旋部分被加热到等于或高于玻璃可变形的点且低于玻璃管的软化点的温度。通过可移动板在其自己的重量下向下运动而使螺旋部分平面化。
权利要求 :
1、一种电弧管的制造方法，包括：
缠绕步骤，通过围绕虚拟圆锥表面螺旋地缠绕玻璃管形成螺旋部分；
变形步骤，将玻璃管的螺旋部分加热到等于或高于玻璃可变形的点且低 于玻璃管的软化点的温度，并变形螺旋部分，用以将螺旋部分的管轴线引入 到一个面内，其中当从虚拟圆锥表面的轴线观看时，变形之前的螺旋部分的相邻圈之间的 最小间隙不小于0.5mm且不大于玻璃管的外径D1的0.4倍。
2、根据权利要求1所述的制造方法，其中：
缠绕之前的玻璃管具有要缠绕的两个部分和在这两个部分之间的中间 部分，和在缠绕步骤中，通过缠绕这两个部分形成两个螺旋部分，而中间部分固 定就位在对应虚拟圆锥表面的顶点的位置上。
3、根据权利要求1所述的制造方法，其中：
在虚拟圆锥表面的母线和轴线之间形成的角度在45度和70度之间的范 围内。
4、根据权利要求2所述的制造方法，其中：
在虚拟圆锥表面的母线和轴线之间形成的角度在45度和70度之间的范 围内。
5、根据权利要求1或者权利要求4所述的制造方法，其中：在变形步骤中，玻璃管的螺旋部分位于具有平行相对表面的一对部件之 间，并被该对部件压缩。
6、根据权利要求4所述的制造方法，其中：
在变形步骤中，玻璃管的螺旋部分位于一对上、下板之间，以便使中间 部分与上板配合，该对板具有相对表面，每个相对表面是水平的，并且在上 板的重量下压缩螺旋部分。
7、一种电弧管的制造方法，包括：
缠绕步骤，通过缠绕玻璃管形成两个螺旋部分，玻璃管具有要缠绕的两 个部分和在这两个部分之间的中间部分，从而两个部分围绕虚拟圆锥表面被 螺旋地缠绕，而中间部分固定就位在对应虚拟圆锥表面的顶点的位置上；
变形步骤，将玻璃管的螺旋部分加热到等于或高于玻璃可变形的点且低 于玻璃管的软化点的温度，并变形螺旋部分，用以将螺旋部分的管轴线引入 到一个面内；其中在变形步骤中，玻璃管的螺旋部分位于一对上、下板之间，以便使中间 部分与上板配合，该对板具有相对表面，每个相对表面是水平的，并且在上 板的重量下压缩螺旋部分，当从虚拟圆锥表面的轴线观看时，变形之前的螺旋部分的相邻圈之间的 最小间隙不小于0.5mm且不大于玻璃管的外径D1的0.4倍。
8、根据权利要求7所述的制造方法，其中：
上板在对应中间部分的顶点的位置上具有腔，用于允许顶点至少部分地 进入上板。
9、一种包括玻璃管的电弧管，所述玻璃管具有围绕虚拟轴线螺旋缠绕 的两个缠绕部分，并且两个缠绕部分从玻璃管的中间部分向玻璃管的各个端 部延伸，其中：玻璃管的缠绕部分具有在垂直于虚拟轴线的一个面内的管轴线，缠绕部分的相邻圈之间的最小间隙不小于0.5mm且不大于单位为毫米 的玻璃管的外径D1的0.4倍。
10、根据权利要求9的电弧管，其中玻璃管的外径不小于5mm且不大于 17mm。
11、一种低压汞放电灯，它包括权利要求9中所限定的电弧管。
12、一种照明装置，它包括权利要求11中所限定的低压汞放电灯。
说明书 :
本申请基于在日本申请的申请No.2003-394710，这里引证该申请的内 容供参考。
技术领域
本发明涉及一种由玻璃管构成的电弧管的制造方法，其中玻璃管具有 螺旋形缠绕部分，其管轴线被包含在一个面内。本发明还涉及电弧管、低 压汞灯和照明装置。
背景技术
用于一般目的照明的低压汞灯包括由圆形电弧管构成的荧光灯(以下 称为“圆形荧光灯”)。圆形荧光灯的一个特点在于形状是平坦的。
近年来，对于缩减圆形荧光灯的尺寸的需求与日俱增。这是因为缩减 圆形荧光灯的尺寸将导致缩减与附着在其上的荧光灯一起使用的照明装置 的尺寸。
小于常规圆形电弧管的电弧管的一个例子是由玻璃管构成的电弧管， 其中玻璃管围绕虚拟轴线并远离虚拟轴向其一端螺旋缠绕。玻璃管的缠绕 部分的管轴线被包含于一个面内。这种形状被称为“平面螺旋形”，因为玻 璃管的轴线被包含于一个面内。(参见日本专利中请公报JP09-92154。)
利用具有平面螺旋形状的玻璃管，可以有效地利用被封闭在圆形电弧 管内的空间。因此，与常规电弧管相比，电弧管可以做成其最外径较小， 同时不缩短放电距离。
具有平面螺旋形状的电弧管是通过如下模制步骤和变形步骤形成的。 在模制步骤中，变软的玻璃管围绕圆锥的表面(这个表面称为“虚拟圆锥 面”)缠绕，因此玻璃管远离虚拟圆锥面的轴线(这个轴线被称为“虚拟轴 线”)缠绕。这种形状被称为“立体螺旋形”，因为玻璃管的轴线随着玻璃 管螺旋在虚拟轴线的方向偏移。在变形步骤中，螺旋缠绕的玻璃管在其整 个长度上被加热，因此玻璃管在其本身的重量下变形。
然而不幸的是，在将电弧管制造成平面螺旋形状的常规方法中存在问 题。根据常规方法，通过在虚拟轴线的方向整平玻璃管的缠绕部分，将玻 璃管加热到其软化点，以便运行玻璃管在其自身的重量下变形。结果是， 玻璃管的缠绕部分不能保持其管形形状。因此，通常出现的情况是变形之 后的玻璃管的横截面被破坏，玻璃管的相邻圈彼此接触，并且玻璃管的端 部成锥形。简言之，根据常规方法，难以制造优异设计的电弧管。
近年来，对于缩减圆形荧光灯的尺寸的需求与日俱增。这是因为缩减 圆形荧光灯的尺寸将导致缩减与附着在其上的荧光灯一起使用的照明装置 的尺寸。
小于常规圆形电弧管的电弧管的一个例子是由玻璃管构成的电弧管， 其中玻璃管围绕虚拟轴线并远离虚拟轴向其一端螺旋缠绕。玻璃管的缠绕 部分的管轴线被包含于一个面内。这种形状被称为“平面螺旋形”，因为玻 璃管的轴线被包含于一个面内。(参见日本专利中请公报JP09-92154。)
利用具有平面螺旋形状的玻璃管，可以有效地利用被封闭在圆形电弧 管内的空间。因此，与常规电弧管相比，电弧管可以做成其最外径较小， 同时不缩短放电距离。
具有平面螺旋形状的电弧管是通过如下模制步骤和变形步骤形成的。 在模制步骤中，变软的玻璃管围绕圆锥的表面(这个表面称为“虚拟圆锥 面”)缠绕，因此玻璃管远离虚拟圆锥面的轴线(这个轴线被称为“虚拟轴 线”)缠绕。这种形状被称为“立体螺旋形”，因为玻璃管的轴线随着玻璃 管螺旋在虚拟轴线的方向偏移。在变形步骤中，螺旋缠绕的玻璃管在其整 个长度上被加热，因此玻璃管在其本身的重量下变形。
然而不幸的是，在将电弧管制造成平面螺旋形状的常规方法中存在问 题。根据常规方法，通过在虚拟轴线的方向整平玻璃管的缠绕部分，将玻 璃管加热到其软化点，以便运行玻璃管在其自身的重量下变形。结果是， 玻璃管的缠绕部分不能保持其管形形状。因此，通常出现的情况是变形之 后的玻璃管的横截面被破坏，玻璃管的相邻圈彼此接触，并且玻璃管的端 部成锥形。简言之，根据常规方法，难以制造优异设计的电弧管。
发明内容
鉴于上述问题做出本发明，并且本发明的目的是提供优异设计的具有 平面螺旋形状的电弧管的制造方法。本发明的另一目的是提供上述电弧管、 使用该电弧管的低压汞灯和使用低压汞灯的照明装置。
为了实现上述目的，本发明提供电弧管的制造方法，包括：缠绕步骤， 围绕虚拟的圆锥表面螺旋形缠绕玻璃管；和变形步骤，将玻璃管的螺旋部 分加热到等于或高于玻璃管可变形的点且低于玻璃管的软化点的温度，并 且使螺旋管变形，因此螺旋部分具有基本上在一个面内的管轴线。
玻璃管可以是在其长度上部分或全部螺旋缠绕的。这里所使用的“部 分”可称为玻璃管的一个或多个部分。此外，玻璃管的螺旋部分可以在其 长度上部分或全部压缩。这里所使用的“部分”可以指玻璃管的螺旋部分 内的一个或多个部分。
应该注意的是这里所使用的术语“虚拟的圆锥表面”假设为圆形锥体 以及金字塔形锥体的侧表面。圆形锥体包括圆锥、椭圆形锥体等。金字塔 形锥体包括三角形锥体、四边形锥体等。此外，应注意的是，术语“可变 形的”指的是玻璃管可塑性变形的状态。
根据上述制造方法，在压缩步骤中，将玻璃管的螺旋部分加热到等于 或高于玻璃管可变形的点且低于玻璃管的软化点的温度。因而，可防止玻 璃管的横截面被破坏、使相邻圈接触或在端部成锥形。因此，可以制造优 异设计的具有平面螺旋形的电弧管。
这里，当从虚拟的圆锥表面的轴线观看时，变形之前螺旋部分的相邻 圈之间的最小间隙不小于0.5mm且不大于玻璃管的外径D1的0.4倍。
应注意的是术语“虚拟的圆锥表面的轴线”指的是限定虚拟圆锥表面 的圆形或金字塔形锥体的轴线。
在另一方案中，本发明提供一种包括玻璃管的电弧管，该玻璃管具有 围绕虚拟轴线缠绕的至少一个部分。玻璃管的螺旋形部分具有基本上在垂 直于虚拟轴线的一个面内的管轴线。螺旋部分的相邻圈之间的最小间隙不 小于0.5mm且不大于玻璃管的外径D1(单位为mm)的0.4倍。
为了实现上述目的，本发明提供电弧管的制造方法，包括：缠绕步骤， 围绕虚拟的圆锥表面螺旋形缠绕玻璃管；和变形步骤，将玻璃管的螺旋部 分加热到等于或高于玻璃管可变形的点且低于玻璃管的软化点的温度，并 且使螺旋管变形，因此螺旋部分具有基本上在一个面内的管轴线。
玻璃管可以是在其长度上部分或全部螺旋缠绕的。这里所使用的“部 分”可称为玻璃管的一个或多个部分。此外，玻璃管的螺旋部分可以在其 长度上部分或全部压缩。这里所使用的“部分”可以指玻璃管的螺旋部分 内的一个或多个部分。
应该注意的是这里所使用的术语“虚拟的圆锥表面”假设为圆形锥体 以及金字塔形锥体的侧表面。圆形锥体包括圆锥、椭圆形锥体等。金字塔 形锥体包括三角形锥体、四边形锥体等。此外，应注意的是，术语“可变 形的”指的是玻璃管可塑性变形的状态。
根据上述制造方法，在压缩步骤中，将玻璃管的螺旋部分加热到等于 或高于玻璃管可变形的点且低于玻璃管的软化点的温度。因而，可防止玻 璃管的横截面被破坏、使相邻圈接触或在端部成锥形。因此，可以制造优 异设计的具有平面螺旋形的电弧管。
这里，当从虚拟的圆锥表面的轴线观看时，变形之前螺旋部分的相邻 圈之间的最小间隙不小于0.5mm且不大于玻璃管的外径D1的0.4倍。
应注意的是术语“虚拟的圆锥表面的轴线”指的是限定虚拟圆锥表面 的圆形或金字塔形锥体的轴线。
在另一方案中，本发明提供一种包括玻璃管的电弧管，该玻璃管具有 围绕虚拟轴线缠绕的至少一个部分。玻璃管的螺旋形部分具有基本上在垂 直于虚拟轴线的一个面内的管轴线。螺旋部分的相邻圈之间的最小间隙不 小于0.5mm且不大于玻璃管的外径D1(单位为mm)的0.4倍。
附图说明
通过下面结合附图的说明使本发明的这些和其它目的、优点和特点更 明显，其中附图示出了本发明的具体实施例。
附图中：
图1是表示从其照明侧观看的根据本发明的优选实施例的荧光灯的正 视图；
图2是从箭头X的方向观看的图1中所示的荧光灯的部分断开图，表 示固定器和电弧管的内部；
图3是图2中所示的固定器的分解的、部分断开的斜向图；
图4是表示具有图1中所示荧光灯的照明装置的部分断开图；
图5是表示根据优选实施例的制造电弧管体的步骤的示意图；
图6A是图5(b)中所示的中间产品的部分断开图；
图6B是从图6A所示的箭头Y的方向观看的中间产品的正视图；
图7是模制夹具的侧视图；
图8是沟槽的放大横截面图；
图9是表示中间产品的模制步骤的示意图；
图10是表示将中间产品压缩成基本平面形状的步骤的示意图；
图11是伴随着中间产品一起的压缩夹具的部分断开的斜向图；
图12是表示荧光灯的亮度的不均匀性的主观评估的表格；
图13是用于形成在任何两个相邻圈之间具有基本均匀间隙的电弧管体 的压缩夹具的固定板的平面图；
图14A是表示中间产品的修改形状的示意图；
图14B是表示电弧管体的修改形状的示意图；和
图15是表示通过中间产品的缠绕部分的部分平坦化形成的电弧管体的 示意图。
附图中：
图1是表示从其照明侧观看的根据本发明的优选实施例的荧光灯的正 视图；
图2是从箭头X的方向观看的图1中所示的荧光灯的部分断开图，表 示固定器和电弧管的内部；
图3是图2中所示的固定器的分解的、部分断开的斜向图；
图4是表示具有图1中所示荧光灯的照明装置的部分断开图；
图5是表示根据优选实施例的制造电弧管体的步骤的示意图；
图6A是图5(b)中所示的中间产品的部分断开图；
图6B是从图6A所示的箭头Y的方向观看的中间产品的正视图；
图7是模制夹具的侧视图；
图8是沟槽的放大横截面图；
图9是表示中间产品的模制步骤的示意图；
图10是表示将中间产品压缩成基本平面形状的步骤的示意图；
图11是伴随着中间产品一起的压缩夹具的部分断开的斜向图；
图12是表示荧光灯的亮度的不均匀性的主观评估的表格；
图13是用于形成在任何两个相邻圈之间具有基本均匀间隙的电弧管体 的压缩夹具的固定板的平面图；
图14A是表示中间产品的修改形状的示意图；
图14B是表示电弧管体的修改形状的示意图；和
图15是表示通过中间产品的缠绕部分的部分平坦化形成的电弧管体的 示意图。
具体实施方式
下面介绍作为本发明的优选实施例的荧光灯10，它是一种低压汞灯。
I.荧光灯的结构
图1是表示从其照明侧观看的优选实施例的荧光灯10的正视图。图2 是从箭头X的方向观看的荧光灯10的部分断开的图，表示固定器200和电 弧管100的内部。
如图1和2所示，荧光灯10一般由电弧管100和固定器200构成，穿 过电弧管100形成一个放电通路，固定器200固定电弧管100。为了供给 电源，将后面说明的灯头250安装在固定器200上。
(1)电弧管
如图1和2所示，电弧管100包括电弧管体110和一对电极140。电 弧管体110例如由缠绕成螺旋形的直玻璃管112形成。电极140在气密端 114和116处设置在电弧管体110内。除了用作缓冲气体的氩气(例如压 力为400[Pa])之外，电弧管体110内还填充汞(填充量例如为5[mg])。
应该注意的是，为了使说明简要起见，图2没有示出设置在电弧管体 110的端部116处的电极140。每个电极140具有相同的结构。
此外，被封闭在电弧管体110内的汞可以是单质或与锌、锡或铋-铟形 成的汞齐。
如图1和2所示，玻璃管112具有中间部分120和两个缠绕部分122 和124。缠绕部分从中间部分120相对延伸并围绕虚拟轴线A成螺旋形， 这将在后面说明。
玻璃管112的缠绕部分122和124具有基本上被包含在一个面内的管 轴线，其中所述一个面基本上垂直于虚拟轴线A。缠绕部分122和124逐 渐远离虚拟轴线A向各个端部114和116缠绕。换言之，缠绕部分122和 124形成围绕虚拟轴线A缠绕的平面螺旋。
如图1和2所示，中间部分120在对应螺旋缠绕的电弧管体110的虚 拟轴线A的位置处，即在中间部分120的中心具有凸起126。凸起126在 虚拟轴线A的一个方向突出并在荧光灯10工作期间用作冷点。冷点是电弧 管100上温度最低的点。这个最低温度确定灯工作时的电弧管100内的汞 蒸气压。
玻璃管112可以由钡锶硅酸盐玻璃(无铅玻璃)构成并且横截面基本 上为圆形。然而，玻璃管112的横截面形状不限于圆形。或者，玻璃管112 的横截面可以基本上为椭圆形。在任何情况下，除了完美的圆形之外，电 弧管体110都具有更规则或更不规则的横截面形状。这是因为电弧管体110 通过软化和缠绕直玻璃管112而形成为平面螺旋形状。
如图1所示，当从照明侧观看时电弧管体110在垂直于虚拟轴线A的 方向(以下这个垂直方向被称为“径向”)在缠绕部分122和124的每两个 相邻圈之间具有间隙。
由于玻璃管112的横截面基本上为圆形，因此缠绕部分122和124的 每两个相邻圈之间的间隙在包含玻璃管112的缠绕部分的管轴线的面上最 小。这个最小间隙表示为间隙Ga。
在电弧管体110的端部114和116以及它们的相邻部分，缠绕部分122 和124的相邻圈之间的间隙较大。为了在加热端部114和116以密封电极 140时防止相邻部分变形，应使间隙较大。因此，在缠绕部分122和124 的任何两个相邻圈之间形成间隙Ga，不包括端部114和116和它们的相邻 部分。(相邻部分可以是从端部114和116朝向内延伸到与各个端部形成大 约45度的径向角的点的部分。)
如图1所示，电弧管体110的内表面用荧光体160覆盖。荧光体160 例如由红、绿和蓝稀土荧光体构成，如Y2O3:Eu，LaPO4:Ce，Tb和 BaMg2Al16O27:Eu和Mn。
每个电极140是所谓的“玻璃珠固定”型，并由钨电极线圈142、支 撑电极线圈142的一对引线146和148以及固定地支撑引线146和148的 玻璃珠144构成。
一对电极140通过在其中部分地掩埋引线146和148而独立固定到电 弧管体110的各个密封端114和116。具体而言，从玻璃珠144相反地向 电极线圈142延伸的部分引线146和148被掩埋。
通过伴随着电极140而密封端部，将排气管150固定到电弧管体110 的一端(在本实施例中为端部114)。在固定电极140之后使用排气管150， 用于对电弧管体110排气或将缓冲气体引入到电弧管110中。
总之，电弧管100由电弧管体110构成，电弧管体110具有：涂覆载 体内表面上的荧光体160；通过密封其各个端部而固定的电极140；和封闭 在其中的缓冲气体。端部114和116以及中间部分120是被称为电弧管体 110的部分的术语。下面，相同的术语和数字用于表示电弧管100的对应 部分。同样，术语电弧管体110的“径向”也用于表示电弧管100的径向。
应该注意的是电弧管100按照具有凸起126的一侧背向固定器200(即 凸起126在照明侧暴露)的方式固定到固定器200上。
(2)固定器
图3是表示根据本实施例的固定器200的分解的、部分断开的斜向图。
如图1-3所示，固定器200由固定部件210和用于安装灯头250的灯 头安装部件230构成。灯头250具有用于连接电源的四个连接管脚250a、 250b、250c和250d。
固定部件210包括主体212，其纵向穿过电弧管100的端部114和116 延伸。主体212具有分别位于纵向相对端之一处的突起214和216。突起214 和216具有用于插电弧管100的端部114和116的插孔218和220。
插孔218和220分别具有由第一孔和第二孔构成的L形状。第一孔在 突起214(216)的横向延伸，并具有与电弧管100的端部114(116)的外 形一致的形状。第二部分从第一孔弯曲并向主体212的后侧延伸(即向上 延伸)。
利用上述结构，作为端部114和116靠着第一孔的内表面220a(图中 未示出插孔218的内表面)的表面配合的结果，电弧管100被固定支撑。 此外，分别从端部114和116伸出的一对引线146和148通过向上延伸的 第二孔被引导到主体212的后侧(参见图2)。
如图2所示，固定部件210具有被固定在其内的空间222。空间222 允许分别从电弧管100的端部114和116延伸的一对引线146和148被引 导到灯头250。灯头安装部件230装配在固定部件210内，以便从上部封 闭空间222。灯头安装部件230例如通过粘合剂被固定到固定部件210上。
(3)照明装置
图4是表示具有本实施例的荧光灯10的照明装置400的部分断开的侧 视图。
如图所示，照明装置400可以是天花板安装型。照明装置400的主体 410例如经插座440固定到设置在天花板430内的接线盒上。
主体410包括灯罩414，灯罩414具有基本上在其中心的平坦底部412。 荧光灯10在灯罩414内可拆卸地固定到底部412上。插座440设置在灯罩 414的底部412的外表面上。插座440中容纳用于点亮荧光灯10的电子镇 流器(未示出)。
荧光灯10通过将灯头250(例如，见图2)插入设置在灯罩414内的 另一插座(未示出)而可拆卸地固定到主体410上。固定之后，荧光灯10 被电连接。电子镇流器是专用于高频的串联反相器型。
灯罩414的内表面可以是反射表面，反射从荧光灯10发射的光，从而 向所需方向照明，例如向下的方向。反射表面可以通过在灯罩414的内表 面上涂覆白色涂料或氧化铝颗粒来形成。
当电子镇流器接通荧光灯10时，在电弧管100的凸起126上形成冷点。 电弧管100如此设计，以便在稳定状态操作下的冷点(所谓的冷点温度) 的温度达到使用于实现最大灯效率的汞蒸气的压力最佳化的值。在冷点温 度的基础上调整汞蒸气的压力。如上所述，这是因为冷点温度只决定在稳 定状态工作下的汞蒸气的压力。
II、荧光灯的具体结构
根据本发明的荧光灯10设置成企图缩减常规圆形荧光灯的尺寸。首 先，介绍一下与荧光灯10可比的常规圆形荧光灯。这里所述的常规圆形荧 光灯是所谓的“圆形20”细长型，并且由外径为16[mm]的玻璃管制成。 玻璃管具有圆形形状，圆形的外径和内径分别为225[mm]和192[mm]。 此外，总光流量为2310[lm]，额定工作寿命为9000[hr]。
现在将介绍荧光灯10的具体结构。玻璃管112的外径D1为9.0[mm]， 内径D 2为7.4[mm](见图1)。
如上所述，电弧管体110的两个缠绕部分122和124围绕虚拟轴线A 螺旋形地缠绕，并且螺旋的圈数量总共大约为4.0全匝。如图1所示，电 弧管100的尺寸使得连接端部114和116的长度L1为120[mm]，垂直于 连接端部114和116的线段的直径距离的长度L2为110[mm]。玻璃管112 的径向相邻圈之间的间隙Ga大约为1.0[mm]。
就是说，荧光灯10的外径是常规圆形荧光灯的外径的0.53倍。包括 凸起126的荧光灯10的高度为11[mm]，它是常规圆形荧光灯的高度的0.69 倍。不包括凸起126的荧光灯10的高度等于玻璃管112的外径，而玻璃管 112的外径为9[mm]，是常规荧光灯的高度的0.56倍。
上述电弧管100的电极间距离为700[mm]。当利用27[W]的灯输入 使由电弧管100构成的荧光灯10在灯头向上位置接通时，最终光通量为 2220[lm]和灯效率为82.2[lm/W]。
由荧光灯10发射的光通量稍低于由常规圆形荧光灯发射的2310[lm] 的光通量。然而，这个差别可以忽略不计而将它们看作是基本相同的。
在上述灯工作中，作用于电弧管100上的壳壁负载是0.17W/cm2，额定 工作寿命为11000[hr]。这里使用的“额定工作寿命”是在测试基础上确 定的。在测试中，具有电弧管100的荧光灯重复地在2.75小时内接通和在 0.25小时内关闭。测量灯不再发光的时间，以及总光通量减少到60％或工 作100小时之后测量的总光通量的更少的时间。额定工作寿命(小时)是 从工作开始到测量的时间的两个点的时间阶段的较短一个。
应该注意的是电弧管100的额定操作寿命大约为常规圆形荧光灯的1.2 倍，而常规圆形荧光灯的额定工作寿命为9000[hr]。
III、电弧管的制造方法
现在介绍具有上述结构的电弧管100的制造方法。
图5是表示制造电弧管体的步骤的示意图。
这里所述的制造方法是用于制造上述电弧管体110的。首先，简要说 明制造步骤的流程，然后详细介绍每个步骤。
首先，如图5的(a)所示，制备直玻璃管510。加热玻璃管510使其 软化，然后围绕模制夹具590(将在后面说明)的虚拟圆锥表面螺线形缠 绕。结果是，玻璃管510形成为具有螺旋形缠绕部分的中间产品540。如 图5的(b)所示，当从垂直于模制夹具的轴线的方向观看时，中间产品540 的外形基本上为圆锥形。
在下一步骤中，再次加热中间产品540，并且在虚拟圆锥表面的轴线 方向压缩，使缠绕部分平坦。结果是，形成具有平面螺旋形状的电弧管体 110。
应该注意的是这里所使用的术语“平面”指的是：在模制时从垂直于 模制夹具的轴线的方向观看时，电弧管体的厚度基本上等于玻璃管外径的 形状。
之后，对电弧管体110进行将应该涂层涂覆到管的内表面上的步骤、 通过密封管的一端来固定电极的密封步骤以及将汞和氩气封闭在电弧管体 110内的气体封闭步骤。然而，这些步骤可以根据常规技术进行。因此， 省略了其详细说明。
下面将介绍圆锥形中间产品的模制步骤(等效于本发明的缠绕步骤) 和中间产品的压缩步骤(等效于本发明的变形步骤)。
(1)中间产品的模制步骤
A、玻璃管
首先，介绍玻璃管510。在缠绕之前，玻璃管510是直的并在纵向具 有三个部分510a、510b和510c，如图5的(a)所示。部分510b和510c 是进行缠绕的部分。部分510a是两个部分510b和510c之间的其余部分， 并且称为中间部分。当将玻璃管510压成中间产品540时，通过加热使中 间部分510a以及部分510b和510c的至少一部分软化。玻璃管510的横截 面基本上是圆形的，其外径为9.0[mm]，其内径为7.4[mm]，整个长度为 1500[mm]。
B、中间产品
中间产品540是通过缠绕玻璃管510的中间部分510a以及部分510b 和510c形成的。
图6A是图5的(b)所示的中间产品的部分断开图。图6是从图6A所 示的箭头Y的方向观看的中间产品540的正视图。
如图6A和6B所示，中间产品540具有两个缠绕部分548和550以及 连接两个缠绕部分548和550的中间部分542。缠绕部分548和550是通 过缠绕玻璃管510的部分510b和510c形成的，中间部分542对应玻璃管 510的中间部分510a。
缠绕部分548和550是通过围绕模制夹具的虚拟圆锥表面向下朝各个 端部缠绕玻璃管510的部分510b和510c形成的。因此，缠绕部分548和 550在虚拟轴线的方向(图6A的向下方向)逐渐远离中间部分510a并在 径向远离虚拟轴线成螺旋形。(应注意的是缠绕玻璃管期间，虚拟轴线与具 有虚拟圆锥表面的模制夹具的轴线一致。虚拟轴线等效于本发明的圆锥表 面的虚拟轴线。)因此，中间产品540的外形具有基本上圆锥形状。圆锥形 状的母线和轴线形成60度角，这在图6A中被注为“α”。
缠绕部分548和550之间的位置关系使得从虚拟轴线A的延伸方向(即 图6A所示的箭头Y的方向)观看时，在缠绕部分548和550的每两个径向 相邻圈之间形成间隙。图6B示出了从箭头Y方向看到的中间产品540。间 隙的最小长度L3为1.0[mm]。
此外，当从垂直于虚拟轴线A的方向观看中间产品540时(如图6A所 示)，缠绕部分548和550的每个圈恰好在虚拟轴线A的方向的内圈部分地 重叠。重叠部分的高度的长度L4为4.0[mm]。缠绕部分548和550的圈 总数量为4个。
C、用于形成中间产品的夹具
模制夹具590具有虚拟圆锥表面，并设有一对锁定部件593和594。 中间产品540是如下形成的：将软化的玻璃管510的中间部分510a放置在 一对锁定部件593和594之间，然后缠绕部分510b和510c。
图7是模制夹具590的侧视图。
如图所示，模制夹具590包括主体591和用于将模制夹具590安装到 驱动装置(未示出)上的柱形安装部分592。软化的玻璃管510围绕主体591 的外表面缠绕。主体591和安装部分592的轴线一致。在图7中，这两个 轴线总体表示为模制夹具590的轴线并表示为参考标记“B”。在下面的说 明中，垂直于轴线B的方向指的是“径向”。
锁定部件593和594直立地设置在直径相对位置处的主体591的顶部。 此外，按照限定一个连续螺旋的方式从顶部到底部沿着主体591形成两个 沟槽595和596。沟槽595和596中接收玻璃管510的部分510b和510c。
锁定部件593和594隔开一定距离以便允许玻璃管510装配在其间。 每个锁定部件593和594在平行于轴线B的方向从模制夹具590的顶部伸 出。锁定部件593和594可以是平行于轴线B安装到模制夹具590上的一 对棒状部件，如柱。
本实施例中使用的棒状部件的横截面是圆形的。然而，棒状部件可以 具有任何其它形状，只要与玻璃管510接触的表面是圆形即可。此外，棒 状部件可以是锥形的或向端部(上端)逐渐变细。
就是说，锁定部件593和594可以是任何形状的，在玻璃管510在轴 向从模制夹具590脱离时(例如，通过向下移动模制夹具590)确保不妨 碍玻璃管510。
图8是沟槽595和596的放大横截面图。
如图8所示，沟槽595和596在主体591的外表面中形成并且是阶梯 形状。在横截面中，沟槽595和596分别确定圆角597，圆角597的曲率 等于玻璃管510的外圆周(以假想线在图8中所示的)的曲率。
利用上述结构，玻璃管510如下那样部分地与圆角597表面接触。首 先，玻璃管510的横截面由两个直径线界定，一个直径线平行于轴线B， 另一个直径线垂直于轴线B。接触表面是靠近轴线B的外圆周表面的下部 象限(图8中的线段C-E)。这种结构防止围绕模制夹具590缠绕的玻璃管 510容易离开沟槽595和596。
这里，由于围绕模制夹具590缠绕的玻璃管510具有基本圆锥形，主 体591的外表面基本上限定圆锥形状，因此看作是虚拟圆锥表面(等效于 本发明的虚拟圆锥表面)。
接着，介绍模制夹具590的具体结构。这里所述的模制夹具590是用 于制造在上述部分“2、荧光灯的具体结构”中所述的电弧管体110的。每 个沟槽595和596的高度H(见图7)大约为玻璃管510的外径D1的0.56 倍。用于确定高度H的原因将在后面介绍。
本发明的发明人在测试基础上已经发现了如下现象。当高度H至少是 玻璃管510的外径的0.5倍时，是在不会发生玻璃管510从模制夹具590 的沟槽595和596脱离出来的情况下进行缠绕。因此，以高制造产率进行 缠绕。
此外，每个沟槽595和596的宽度W(即悬垂)比玻璃管510的外径D1 大1.0[mm]左右。如此确定宽度的原因将在后面介绍。
在母线B1和虚拟圆锥表面的轴线B之间形成的角度β大约为60度。
总之，沟槽595和596在轴向的节距等于从D1减去L4计算出来的值， 其中D1是玻璃管510的外径，L4是缠绕部分548和550的相邻圈的重叠 部分的高度(参见图6A)。此外，沟槽595和596在径向的节距等于D1和 L 3的和，其中D1是玻璃管510的外径，L3是缠绕部分550的相邻圈之间 的间隙的宽度。
D、中间产品的形成步骤
图9示出了用于获得中间产品540的模制步骤的示意图。
如图所示，模制夹具590的安装部分592固定到驱动装置(图中未示 出)上。驱动装置能够在图9所示的方向移动模制夹具590，同时在图中 所示的F方向围绕轴线B旋转模制夹具590。
接着，例如在炉子中将玻璃管510(每个部分510a、510b和510c的 至少一部分)至少部分地加热到800℃±20℃的温度。结果是，玻璃管510 的加热部分被软化。
软化玻璃管510的中间部分510a一般中心地插在模制夹具590的一对 锁定部件593和594之间。如图9的(a)所示，玻璃管510的每端被固定 在原位，在这个状态下，模制夹具590在F方向围绕轴线B旋转，同时在 G方向移动。
结果是，玻璃管510的中间部分510a被锁定部件593和594固定，并 且两个部分510b和510c沿着沟槽595和596(即围绕虚拟圆锥表面)缠 绕。
在这个状态下，沟槽595和596接收玻璃管510，因此在接收表面上 的点C处与玻璃管510的外圆周进行表面接触，如图8中的假想线所示。 该接触防止了玻璃管510从沟槽595和596脱离出来。
注意模制夹具590每次旋转时在G方向的移动量等于沟槽595和596 的总高度，即高度H的两倍。在旋转期间，将气体如氮气或氩气以控制压 力引入到玻璃管510中。结果是，玻璃管510的缠绕部分具有圆形横截面。
在完成围绕模制夹具590的缠绕之后，让玻璃管510直立，直到温度 降低和玻璃管510硬化。然后，从模制夹具590在轴向取出由参考标记515 表示的硬化玻璃管。
更具体地说，如图9的(b)所示，模制夹具590可以在I方向向下轴 向移动，同时玻璃管515保持在原位。或者，玻璃管515可以在I方向的 相反方向(在G方向)移动，同时模制夹具590保持在原位。或者，玻璃 管515和模制夹具590都可以移动。
注意到，当一个一个地形成多个玻璃管510时，模制夹具590必须返 回其原始位置。因此，在用于在I方向向下移动模制夹具590的制造效率 方面是有利的。
从模制夹具590取出之后，切除玻璃管515不需要的部分，由此将玻 璃管515形成为中间产品540。
在中间产品540的顶点，形成突起552。突起552后来用作电弧管100 的凸起126。突起552是通过局部软化中间产品540的顶点和增加中间产 品540的内部压力而形成的。突起552可以直接在围绕模制夹具590缠绕 玻璃管之后形成，或从模制夹具590取出玻璃管之后形成。
(2)中间产品的压缩步骤
接下来，将介绍将基本上圆锥形中间产品压缩成平面形的步骤，由此 获得完成的电弧管体。
图10是表示将中间产品压缩成基本上平面形状的步骤的示意图。
这个步骤是使用图10的(a)中所示的压缩夹具580进行的。因此， 首先介绍压缩夹具580，然后介绍压缩步骤。
A、压缩夹具
图11是其上放置中间产品的压缩夹具580的部分断开的斜向图。
如图10和11所示，压缩夹具580具有用于在虚拟轴线A的方向(图 11中的上、下方向)夹持中间产品540的这种结构。为此，压缩夹具580 设有一对上、下板和多个引导销586。所述一对板沿着引导销586彼此靠 近或彼此远离移动，同时保持它们的相对表面处于隔开的平行关系。具体 而言，下板是具有放置表面582a的固定板582，其中放置表面582a用于 在其上放置中间产品540。上板是可移动板584，它可以在垂直于固定板582 的放置表面582a的方向(图11中的上、下方向)沿着引导销586移动。
多个引导销586例如为六个引导销，它们沿着中间产品540的最外圆 周以在圆周方向间隔的关系直立地设置在固定板582上。此外，限制器589 沿着放置表面582a的周边设置在固定板582上(在图11所示的例子中， 放置表面582a是矩形，因此限制器589分别设置在四个角之一)。通过设 置限制器589，调整可移动板584使其不要太靠近固定板582。
可移动板584在其中心具有通孔587，用于容纳突起552。可移动板584 在对应引导销586的位置上还具有六个引导孔585。
现在将介绍压缩夹具580的具体结构。
固定板582和可移动板584分别由不锈钢制成，并且其平面图基本上 为正方形。可移动板584的重量大约为1.2[Kg]。
引导销586的外径为2.5[mm]，并以35[mm]的圆周间隔设置在固定 板582上。每个引导孔585的直径为2.6[mm]。
B、压缩步骤
现在将介绍整平中间产品540的压缩步骤。
首先，制备压缩夹具580，并且将中间产品540放在板582和584之 间，如图10的(a)所示。为了容易放置中间产品540，可移动板584可 以拆开或向上移动，以便保证板582和584之间的宽空间。
将中间产品540放在固定板582的放置表面582a上的预定位置上。例 如，中间产品540一般放在放置表面582a的中心部位。当适当地放置中间 产品540时，中间产品540的突起552通过可移动板584的向下移动而进 入通孔587。此时，通孔587的周边壁与中间产品540的中间部分542配 合。
接着，在保持可移动板584与中间部分542配合的同时，加热中间产 品540，如图10的(b)所示，直到玻璃管的外周表面达到大约600℃为止。 用于如此确定目标温度的原因将在后面介绍。
应注意中间产品540由软化点为675℃的玻璃(软玻璃)制成。当达 到等于或高于软化点的温度时，中间产品540在其自身重量下开始变形， 因此变成平面形。通过变形，玻璃管趋于经受其横截面形状的破坏。
当玻璃管的外周表面的温度达到大约600℃时，中间产品540由于作 用力而可变形。因而，可移动板584在其自身重量下开始下降(向固定板 582移动)，由此在虚拟轴线的方向压缩中间产品540和使其变形。中间产 品540继续变形，直到可移动板584与固定板582的限制器589啮合为止。
当可移动板584与限制器589啮合时，中间产品540形成平面形，除 了容纳在通孔587中的突起552之外，如图10的(c)所示。结果是，获 得具有平面缠绕部分122和124的电弧管体110。
根据上述制造方法制造的电弧管体110在低于玻璃管510的软化点的 温度下借助作用力变形为平面形。就是说，通过变形处理，玻璃管将其刚 性维持到可保持其管形形状的程度。结果是，和常规技术不同，是在没有 如玻璃管的横截面变形或玻璃管的轴向延长的任何问题的情况下使圆锥形 中间产品540变形为平面形。
此外，用于使中间产品540变形的压缩夹具利用了可移动板584的重 量，因此结构相对简单。这种夹具的简单结构有助于降低电弧管体110的 制造成本。
应该注意的是中间产品540在虚拟轴线的方向变形而不会破坏玻璃管 的横截面。这是因为破坏玻璃管的横截面所需的力大于使中间产品540在 虚拟轴线方向重复变形(压缩)的力。
IV、组装荧光灯
接下来，介绍将用上述方式制造的电弧管100和固定器200组装成荧 光灯。
首先，制备电弧管100和固定器200。通过将端部114和116插入通 过固定部件210形成的各个插孔218和220中而将电弧管100固定到固定 器200上。然后，通过粘合剂如硅树脂将端部114和116固定在插孔218 和220内。在这个阶段的固定器200没有固定到灯头安装部件230上。
接着，从电弧管100的端部114和116伸出的引线146和148穿过灯 头250的连接管脚250a、250b、250c和250d延伸，其中灯头250固定到 灯头安装部件230上。引线146和148，而不是穿过管脚的部分，放入空 间222内。然后，将灯头安装部件230安装在固定部件210的后侧上，并 且锻造连接管脚250a、250b、250c、和250d。这就完成了荧光灯10。
V、玻璃管的相邻圈之间的间隙
上述电弧管100设计成使得径向相邻的圈之间的最小间隙Ga为 1[mm]。然而，间隙Ga可以是不超过玻璃管112的外径D1的0.4倍的任何 尺寸。用于确定最小间隙Ga的原因将在下面介绍。
期望根据本发明的荧光灯10可适用于用于商店照明以及家庭照明的薄 的天花板安装型照明装置。尤其是，与封闭型相比，期望荧光灯10更通常 适用于开放型照明装置。因此，通常是用户直接看到安装在开放型照明装 置上的荧光灯的情况。由于这种状态，保证没有注意到间隙Ga造成的荧光 灯亮度的不均匀性是非常重要的。
为此，本发明的发明人制造了电弧管，每个电弧管在玻璃管112的相 邻圈之间具有不同尺寸的间隙Ga。然后，将具有这些电弧管的荧光灯安装 到向下开放型照明装置上。然后将该照明装置打开以测量亮度的不均匀性。
构成在该测量中使用的荧光灯的每个电弧管体的玻璃管其外径为 9.0[mm]，其内径为7.4[mm]，并且其长度为700[mm]。玻璃管被螺旋缠绕， 因此相邻圈之间的间隙在玻璃管外径的0.05到1.2倍的范围内。更具体地 说，在0.05的倍增量的上述范围内(即0.05、0.1、0.15、0.2、...1.15、 1.2)存在具有24个不同尺寸的间隙的玻璃管。
以下述方式评估亮度的不均匀性。首先，将荧光灯安装在天花板安装 型照明装置中。从地板计算天花板的高度为3[m]，每个照明装置的高度为 25[mm]。每个灯的照明状态由20个评价者(从150[cm]到180[cm]高的范 围内)主观地观察，同时在地板上绕周围行走。以下列四个等级的量度评 估亮度的不均匀性：不被注意到；没有特别注意到；有点注意到；注意到。
图12示出了由评价者给出的评估表。
从该表明显看出，当玻璃管的相邻圈之间的间隙Ga等于或小于玻璃管 外径的0.4倍时，亮度的不均匀性没有特别注意到。此外，当间隙Ga等于 或小于玻璃管外径的0.3倍时，亮度的不均匀性没有特别注意到。
另一方面，当间隙Ga大于玻璃管外径的0.4倍时，亮度的不均匀性有 点注意到。当间隙Ga大于0.7倍时，明显注意到不均匀性。
基于上述评估，当间隙Ga等于或小于玻璃管112的0.4倍时，亮度的 不均匀性保持可忽略水平。此外，通过将间隙Ga限制到这个尺寸，在缩减 电弧管100的尺寸方面是有利的。
应注意的是当间隙Ga等于或小于0.5[mm]时，通过压缩中间产品和使 其变形使玻璃管112的相邻圈接触的概率增加。
VI、补充说明
(1)中间产品的温度
在上述说明中，在压缩步骤时中间产品540的目标温度为600[℃](以 下，该目标温度还可称为“压缩温度”)。然而，压缩温度可以是等于或高 于玻璃管112可变形而不破裂时的温度(550[℃]，根据测试)且低于玻璃 管112的软化点(675[℃])的任何温度。
当压缩温度等于或高于玻璃管112的软化点时，玻璃管112软化，并 且不再能保持其形状。结果是，玻璃管112被破坏，由此产生如下问题。 例如，玻璃管112的横截面可能不再基本上为圆形，玻璃管112的相邻圈 可能接触，或者玻璃管112在端部成锥形，由此在轴向延长。
实际上，优选考虑玻璃管材料以及中间产品540的温度的变化来确定 压缩温度。因此，压缩温度可以比玻璃管可以变形的温度高40[℃]，并且 比软化温度低40[℃]。在该温度范围内(590[℃]到635[℃])，中间产品容 易变形，并且容易控制和管理压缩温度。
(2)圆锥形中间产品的成形
上述中间产品540基本上为圆锥形的，其母线和轴线形成60的角α(见 图6A)。然而，角α可以是45°到70°范围内的任何角。
当角α大于70°时，模制夹具590的每个沟槽595和596的高度H小 于0.5[mm]。在将直玻璃管缠绕成圆锥形中间产品的处理中，这大大降低 了合格产品的制造产率。而且，当角α小于45°时，在使圆锥形中间产品变 形为具有平面螺旋形状的电弧管体的处理中降低了合格产品的制造产率。
当角α为60°时，在将直玻璃管缠绕成螺旋缠绕的电弧管体的处理中， 制造产率为90[％]或更高。在角α为上述任何其它角度的情况下，这个制 造产率最高。
如上所述，每个沟槽595和596的高度H确定为玻璃管510的外径的 0.56倍。用于将高度H确定为这个尺寸的原因是制造具有1[mm]间隙Ga的 电弧管体110。如上所述，希望玻璃管112的相邻圈之间的间隙Ga为1[mm]， 以便避免不均匀的亮度。另一个原因是使角β为60°，其中角β是在轴线B 和模制夹具590的虚拟圆锥表面的母线B1之间形成的角。这个角度是理想 的原因同上。
<修改>
到此为止，已经借助上述实施例介绍了本发明。然而，显然，本发明 不限于上述特殊实施例。可以做出包括下列修改形式的各种修改。
I、压制中间产品
A、加压方法
根据上述实施例，利用可移动板584的重量将压力(即负载)施加于 中间产品。然而，可以通过在位移控制下使可移动板下降来施加压力。
下面将介绍可移动板机械地下降以使中间产品变形的例子。应注意本 例中使用的中间产品和压缩夹具与上述实施例中所述的相同。
首先，将中间产品放在固定板和可移动板之间。这里，可移动板以与 固定板平行的关系固定到压力装置上。压力装置能够将可移动板的运动例 如控制到恒定速度。
接着，至少加热中间产品的缠绕部分。控制加热，以便使缠绕部分的 温度升高到620[℃]±10[℃]。
当中间产品的缠绕部分其外表面的温度达到620[℃]时，压力装置开始 使可移动板以大约4.0[mm/sec]的恒定速度下降。通过这个操作，使圆锥 形中间产品变形为平面电弧管体。
根据上述加压方法，中间产品被压缩和变形而没有使玻璃管损坏或破 裂。根据上述加压方法获得合格产品的百分比为被加压中间产品的总数的 97[％]。
在使用机械加压方法的上述测试中，可移动板以4.0[mm/sec]的速度 下降。已确认该下降速度可以在3[mm/min]到5[mm/min]之间的范围内，以 便以合格产品的高百分比来制造电弧管体。
在上述例子中，可移动板在位移控制下下降。然而，中间产品的平面 化可以通过在压力控制下使可移动板下降来进行。具体而言，将中间产品 的缠绕部分加热到等于或高于玻璃管可以变形的点且低于玻璃管的软化点 的温度。然后从其虚拟轴线方向压缩被加热的中间产品。通过这种方式， 获得无玻璃管损坏的所希望形状的电弧管体。
在使用机械加压方法的上述测试中，将压缩温度调整到620[℃]，这不 同于上述实施例。然而，得到的电弧管体其玻璃管的横截面具有所希望的 形状，与根据上述实施例获得的电弧管体一样。
B、加压方向
在上述实施例和修改例中，中间产品540被夹在一对上、下板(582 和584)之间，上板(584)下降以压缩中间产品540。作为替换例，上板 可以是不可移动的，而下板可以上升，以便充分地向中间产品施加压力。 作为另一替换例，上板和下板可以向内移动以给中间产品加压。
C、附加注释
本发明的发明人在观察在压缩步骤中被压缩和变形的中间产品540的 基础上发现了以下事实。当可移动板584的重量施加于中间产品540时， 首先在靠近固定板582的部分发生变形，然后逐渐在越来越靠近可移动板 584的部分发生变形。中间产品的与可移动板584配合的部分最后变形。
认为中间产品540首先在靠近固定板582的部分变形的原因如下。缠 绕部分548和550的圈在靠近固定板582的部分其直径比在靠近可移动板 584的部分的直径大。将中间产品540的缠绕部分看作是一个弹簧，弹性 系数在大直径部分较小。因此，缠绕部分在靠近固定板582的部分更容易 变形。
基于上述观察，假设通过压缩中间产品的圈当中的最内部圈，外部圈 在最内圈之前变形。这将导致不必使用与固定板582几乎一样大的可移动 板584，与上述实施例相同。或者，如果尺寸大到足以压缩玻璃管的最内 圈，则固定板就足够了。
应注意的是在上述实施例中，上板(等效于本发明的一对部件之一) 用做可移动板。然而，可移动体不限于板或板状部件。或者，可移动体可 以是大到足以压缩玻璃部件的最内圈的圆筒部件(等效于本发明的一对部 件之一)。
II、压缩夹具
根据上述实施例，压缩夹具580通过使可移动板584下降而使中间产 品540的缠绕部分548和550变形。中间产品540在其外径、总体形状的 高度以及玻璃管的相邻圈之间的间隙的尺寸上可以一定程度地变化。由于 该变化，难以在整个缠绕部分548和550上施加均匀的压力。结果是，通 过使中间产品540变形而获得的电弧管体110在玻璃管112的每两个相邻 圈之间不可能具有均匀间隙Ga。
图13是用于形成在任何两个相邻圈之间具有基本均匀间隙的电弧管体 的压缩夹具的固定板的平面图。
如图所示，固定板682设有用于保持缠绕部分548和550的圈为相等 径向间隔的保持钉683。与上述实施例相同，固定板682沿着其周边设有 限制器689(在这种情况下，固定板是矩形的，因此限制器689分别设置 在四个角之一上)。也与上述实施例相同，在包围中间产品540的位置上在 固定板上设置用于引导可移动板的引导销686。当然，可移动板设有对应 保持钉683(未示出)的通孔。
如图13所示，所有保持钉583沿着两个方向设置，一个方向是连接中 间产品的端部544和546，另一个方向是垂直于该连接方向。然而，保持 钉683的数量和位置不限于图13中所示的具体例子。
保持钉的数量越多越能更可靠地将缠绕部分548和550的相邻圈保持 在相等的间隔关系。然而，由于保持钉的数量，用于将中间产品放在固定 板682上增加了时间和很多麻烦。因此，优选在考虑平衡上述事实基础上 确定保持钉683的数量和位置。
III、电弧管形状
A、例1
根据上述实施例，电弧管100是双螺旋形状的，它是通过从中间部分 120一直到各个端部114和116围绕虚拟轴线A缠绕玻璃管112形成的。 随着圈靠近各个端部，螺旋的每个圈的直径越来越大。然而，电弧管100 可以是通过至少部分地缠绕玻璃管形成的单螺旋形状。具体而言，电弧管 可以通过从中间部分至少中途到一端缠绕玻璃管而形成。
为了形成具有平面和单螺旋形状的电弧管体，必须首先制备具有圆锥 形和单螺旋形状的中间产品。在这种情况下，图7中所示的模制夹具590 附加地设有与轴线B一致的通孔。玻璃管穿过通孔从一端运行到中间部分。 玻璃管的端部固定到模制夹具上。然后，与上述实施例相同，从中间部分 向另一端围绕模制夹具的虚拟表面缠绕玻璃管。
为了使如此获得的中间产品的缠绕部分平面化，图10中所示的固定板 582附加地设有用于中间产品的非缠绕部分的通孔，使其在虚拟轴线方向 穿过。通过通孔插入非缠绕部分，利用与上述实施例相同的方式使可移动 板下降。结果是，获得具有平面和单螺旋形状的电弧管体。
B、例2
根据上述实施例，电弧管体110具有两个缠绕部分，它们是通过穿过 它们的长度缠绕玻璃管510的两个部分510b和510c形成的。然而，只有 两个部分510b和510c中的一部分被缠绕也是可行的。这种电弧管体的例 子可以具有弯曲部，该弯曲部在虚拟轴线A的方向连接螺旋缠绕部分和延 伸到玻璃管端部的非缠绕部分。
C、例3
根据上述实施例，中间产品540具有缠绕部分，缠绕部分具有在模制 夹具的轴向和径向基本恒定的节距。然而，缠绕节距不必是恒定的。
图14A示出了中间产品的修改形状。图14B示出了电弧管体的修改形 状。
如图14A所示，中间产品710是从中间部分712向其端部714和716 缠绕的圆锥螺旋形状。缠绕部分718和720的缠绕节距在轴向和径向逐渐 增大。
图14B示出了通过从虚拟轴线方向压缩上述中间产品710而制造的电 弧管体730。如图所示，缠绕部分738和740的相邻圈之间的间距在越远 离电弧管体730的中间部分732的玻璃管的位置上越大。就是说，缠绕的 节距不是恒定的，而是在向外的径向方向上逐渐增大。
D、例4
根据上述实施例，中间产品540的缠绕部分548和550在其整个长度 上被平面化。然而，只有缠绕部分的一部分被平面化也是可行的。
图15示出了通过使在上述实施例中所述的中间产品540的缠绕部分的 一部分平面化而形成的电弧管体750。如图所示，缠绕部分548和550只 在位于中间产品540的全高度的下半部内的部分上被平面化。为了只使缠 绕部分的一部分平面化，压缩夹具580的可移动板584设有通孔，该通孔 的直径比通孔587大，以便在其中容纳缠绕部分548和550的上半部。
E、例5
根据上述实施例，缠绕部分548和550围绕圆锥的圆锥面螺旋缠绕。 因此，当从圆锥的轴向观看时，缠绕部分548和550基本上围绕虚拟轴线 A成圆形。然而，缠绕部分可以围绕虚拟轴线A缠绕，从而当从轴向观看 时形成多边形也是可行的。可以使用具有多个三角形侧面的金字塔形圆锥 的模制夹具来缠绕玻璃管，以便确定多边形状。
IV、玻璃管材料
根据上述实施例，玻璃管由无铅玻璃制成。然而，玻璃管的材料不限 于无铅玻璃。或者，也可以使用硬玻璃、铅玻璃和钠玻璃。通常，每种玻 璃材料(玻璃的成分)都有其自己的软化点。因此，在压缩步骤中在加热 中间产品使必须调整目标温度。
此外，根据上述实施例，玻璃管的外径为9.0[mm]。优选玻璃管的外 径在5[mm]到17[mm]范围内，原因如下。当玻璃管的外径小于5[mm]时， 考虑到必须密封在玻璃管内的线圈电极的尺寸，难以制造电弧管。另一方 面，当玻璃管的外径大于17[mm]时，得到的电弧管相对较大。
V、电弧管的凸起
根据上述实施例，在使缠绕部分548和550变形之前，在中间产品540 的顶点形成电弧管100的凸起126。作为替换形式，凸起126可以在使缠 绕部分548和550变形之后形成。为此，平面化电弧管体的顶点及其附近 部分被局部软化，接着增加电弧管体的内部压力。这种修改形式不再需要 在压缩夹具580的可移动板584中提供通孔587。
尽管前面借助例子参照附图介绍了本发明，应该注意的是各种改变和 修改对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此，除非这些改变和修改 脱离本发明的范围，否则它们将被包含于本发明范围内。
I.荧光灯的结构
图1是表示从其照明侧观看的优选实施例的荧光灯10的正视图。图2 是从箭头X的方向观看的荧光灯10的部分断开的图，表示固定器200和电 弧管100的内部。
如图1和2所示，荧光灯10一般由电弧管100和固定器200构成，穿 过电弧管100形成一个放电通路，固定器200固定电弧管100。为了供给 电源，将后面说明的灯头250安装在固定器200上。
(1)电弧管
如图1和2所示，电弧管100包括电弧管体110和一对电极140。电 弧管体110例如由缠绕成螺旋形的直玻璃管112形成。电极140在气密端 114和116处设置在电弧管体110内。除了用作缓冲气体的氩气(例如压 力为400[Pa])之外，电弧管体110内还填充汞(填充量例如为5[mg])。
应该注意的是，为了使说明简要起见，图2没有示出设置在电弧管体 110的端部116处的电极140。每个电极140具有相同的结构。
此外，被封闭在电弧管体110内的汞可以是单质或与锌、锡或铋-铟形 成的汞齐。
如图1和2所示，玻璃管112具有中间部分120和两个缠绕部分122 和124。缠绕部分从中间部分120相对延伸并围绕虚拟轴线A成螺旋形， 这将在后面说明。
玻璃管112的缠绕部分122和124具有基本上被包含在一个面内的管 轴线，其中所述一个面基本上垂直于虚拟轴线A。缠绕部分122和124逐 渐远离虚拟轴线A向各个端部114和116缠绕。换言之，缠绕部分122和 124形成围绕虚拟轴线A缠绕的平面螺旋。
如图1和2所示，中间部分120在对应螺旋缠绕的电弧管体110的虚 拟轴线A的位置处，即在中间部分120的中心具有凸起126。凸起126在 虚拟轴线A的一个方向突出并在荧光灯10工作期间用作冷点。冷点是电弧 管100上温度最低的点。这个最低温度确定灯工作时的电弧管100内的汞 蒸气压。
玻璃管112可以由钡锶硅酸盐玻璃(无铅玻璃)构成并且横截面基本 上为圆形。然而，玻璃管112的横截面形状不限于圆形。或者，玻璃管112 的横截面可以基本上为椭圆形。在任何情况下，除了完美的圆形之外，电 弧管体110都具有更规则或更不规则的横截面形状。这是因为电弧管体110 通过软化和缠绕直玻璃管112而形成为平面螺旋形状。
如图1所示，当从照明侧观看时电弧管体110在垂直于虚拟轴线A的 方向(以下这个垂直方向被称为“径向”)在缠绕部分122和124的每两个 相邻圈之间具有间隙。
由于玻璃管112的横截面基本上为圆形，因此缠绕部分122和124的 每两个相邻圈之间的间隙在包含玻璃管112的缠绕部分的管轴线的面上最 小。这个最小间隙表示为间隙Ga。
在电弧管体110的端部114和116以及它们的相邻部分，缠绕部分122 和124的相邻圈之间的间隙较大。为了在加热端部114和116以密封电极 140时防止相邻部分变形，应使间隙较大。因此，在缠绕部分122和124 的任何两个相邻圈之间形成间隙Ga，不包括端部114和116和它们的相邻 部分。(相邻部分可以是从端部114和116朝向内延伸到与各个端部形成大 约45度的径向角的点的部分。)
如图1所示，电弧管体110的内表面用荧光体160覆盖。荧光体160 例如由红、绿和蓝稀土荧光体构成，如Y2O3:Eu，LaPO4:Ce，Tb和 BaMg2Al16O27:Eu和Mn。
每个电极140是所谓的“玻璃珠固定”型，并由钨电极线圈142、支 撑电极线圈142的一对引线146和148以及固定地支撑引线146和148的 玻璃珠144构成。
一对电极140通过在其中部分地掩埋引线146和148而独立固定到电 弧管体110的各个密封端114和116。具体而言，从玻璃珠144相反地向 电极线圈142延伸的部分引线146和148被掩埋。
通过伴随着电极140而密封端部，将排气管150固定到电弧管体110 的一端(在本实施例中为端部114)。在固定电极140之后使用排气管150， 用于对电弧管体110排气或将缓冲气体引入到电弧管110中。
总之，电弧管100由电弧管体110构成，电弧管体110具有：涂覆载 体内表面上的荧光体160；通过密封其各个端部而固定的电极140；和封闭 在其中的缓冲气体。端部114和116以及中间部分120是被称为电弧管体 110的部分的术语。下面，相同的术语和数字用于表示电弧管100的对应 部分。同样，术语电弧管体110的“径向”也用于表示电弧管100的径向。
应该注意的是电弧管100按照具有凸起126的一侧背向固定器200(即 凸起126在照明侧暴露)的方式固定到固定器200上。
(2)固定器
图3是表示根据本实施例的固定器200的分解的、部分断开的斜向图。
如图1-3所示，固定器200由固定部件210和用于安装灯头250的灯 头安装部件230构成。灯头250具有用于连接电源的四个连接管脚250a、 250b、250c和250d。
固定部件210包括主体212，其纵向穿过电弧管100的端部114和116 延伸。主体212具有分别位于纵向相对端之一处的突起214和216。突起214 和216具有用于插电弧管100的端部114和116的插孔218和220。
插孔218和220分别具有由第一孔和第二孔构成的L形状。第一孔在 突起214(216)的横向延伸，并具有与电弧管100的端部114(116)的外 形一致的形状。第二部分从第一孔弯曲并向主体212的后侧延伸(即向上 延伸)。
利用上述结构，作为端部114和116靠着第一孔的内表面220a(图中 未示出插孔218的内表面)的表面配合的结果，电弧管100被固定支撑。 此外，分别从端部114和116伸出的一对引线146和148通过向上延伸的 第二孔被引导到主体212的后侧(参见图2)。
如图2所示，固定部件210具有被固定在其内的空间222。空间222 允许分别从电弧管100的端部114和116延伸的一对引线146和148被引 导到灯头250。灯头安装部件230装配在固定部件210内，以便从上部封 闭空间222。灯头安装部件230例如通过粘合剂被固定到固定部件210上。
(3)照明装置
图4是表示具有本实施例的荧光灯10的照明装置400的部分断开的侧 视图。
如图所示，照明装置400可以是天花板安装型。照明装置400的主体 410例如经插座440固定到设置在天花板430内的接线盒上。
主体410包括灯罩414，灯罩414具有基本上在其中心的平坦底部412。 荧光灯10在灯罩414内可拆卸地固定到底部412上。插座440设置在灯罩 414的底部412的外表面上。插座440中容纳用于点亮荧光灯10的电子镇 流器(未示出)。
荧光灯10通过将灯头250(例如，见图2)插入设置在灯罩414内的 另一插座(未示出)而可拆卸地固定到主体410上。固定之后，荧光灯10 被电连接。电子镇流器是专用于高频的串联反相器型。
灯罩414的内表面可以是反射表面，反射从荧光灯10发射的光，从而 向所需方向照明，例如向下的方向。反射表面可以通过在灯罩414的内表 面上涂覆白色涂料或氧化铝颗粒来形成。
当电子镇流器接通荧光灯10时，在电弧管100的凸起126上形成冷点。 电弧管100如此设计，以便在稳定状态操作下的冷点(所谓的冷点温度) 的温度达到使用于实现最大灯效率的汞蒸气的压力最佳化的值。在冷点温 度的基础上调整汞蒸气的压力。如上所述，这是因为冷点温度只决定在稳 定状态工作下的汞蒸气的压力。
II、荧光灯的具体结构
根据本发明的荧光灯10设置成企图缩减常规圆形荧光灯的尺寸。首 先，介绍一下与荧光灯10可比的常规圆形荧光灯。这里所述的常规圆形荧 光灯是所谓的“圆形20”细长型，并且由外径为16[mm]的玻璃管制成。 玻璃管具有圆形形状，圆形的外径和内径分别为225[mm]和192[mm]。 此外，总光流量为2310[lm]，额定工作寿命为9000[hr]。
现在将介绍荧光灯10的具体结构。玻璃管112的外径D1为9.0[mm]， 内径D 2为7.4[mm](见图1)。
如上所述，电弧管体110的两个缠绕部分122和124围绕虚拟轴线A 螺旋形地缠绕，并且螺旋的圈数量总共大约为4.0全匝。如图1所示，电 弧管100的尺寸使得连接端部114和116的长度L1为120[mm]，垂直于 连接端部114和116的线段的直径距离的长度L2为110[mm]。玻璃管112 的径向相邻圈之间的间隙Ga大约为1.0[mm]。
就是说，荧光灯10的外径是常规圆形荧光灯的外径的0.53倍。包括 凸起126的荧光灯10的高度为11[mm]，它是常规圆形荧光灯的高度的0.69 倍。不包括凸起126的荧光灯10的高度等于玻璃管112的外径，而玻璃管 112的外径为9[mm]，是常规荧光灯的高度的0.56倍。
上述电弧管100的电极间距离为700[mm]。当利用27[W]的灯输入 使由电弧管100构成的荧光灯10在灯头向上位置接通时，最终光通量为 2220[lm]和灯效率为82.2[lm/W]。
由荧光灯10发射的光通量稍低于由常规圆形荧光灯发射的2310[lm] 的光通量。然而，这个差别可以忽略不计而将它们看作是基本相同的。
在上述灯工作中，作用于电弧管100上的壳壁负载是0.17W/cm2，额定 工作寿命为11000[hr]。这里使用的“额定工作寿命”是在测试基础上确 定的。在测试中，具有电弧管100的荧光灯重复地在2.75小时内接通和在 0.25小时内关闭。测量灯不再发光的时间，以及总光通量减少到60％或工 作100小时之后测量的总光通量的更少的时间。额定工作寿命(小时)是 从工作开始到测量的时间的两个点的时间阶段的较短一个。
应该注意的是电弧管100的额定操作寿命大约为常规圆形荧光灯的1.2 倍，而常规圆形荧光灯的额定工作寿命为9000[hr]。
III、电弧管的制造方法
现在介绍具有上述结构的电弧管100的制造方法。
图5是表示制造电弧管体的步骤的示意图。
这里所述的制造方法是用于制造上述电弧管体110的。首先，简要说 明制造步骤的流程，然后详细介绍每个步骤。
首先，如图5的(a)所示，制备直玻璃管510。加热玻璃管510使其 软化，然后围绕模制夹具590(将在后面说明)的虚拟圆锥表面螺线形缠 绕。结果是，玻璃管510形成为具有螺旋形缠绕部分的中间产品540。如 图5的(b)所示，当从垂直于模制夹具的轴线的方向观看时，中间产品540 的外形基本上为圆锥形。
在下一步骤中，再次加热中间产品540，并且在虚拟圆锥表面的轴线 方向压缩，使缠绕部分平坦。结果是，形成具有平面螺旋形状的电弧管体 110。
应该注意的是这里所使用的术语“平面”指的是：在模制时从垂直于 模制夹具的轴线的方向观看时，电弧管体的厚度基本上等于玻璃管外径的 形状。
之后，对电弧管体110进行将应该涂层涂覆到管的内表面上的步骤、 通过密封管的一端来固定电极的密封步骤以及将汞和氩气封闭在电弧管体 110内的气体封闭步骤。然而，这些步骤可以根据常规技术进行。因此， 省略了其详细说明。
下面将介绍圆锥形中间产品的模制步骤(等效于本发明的缠绕步骤) 和中间产品的压缩步骤(等效于本发明的变形步骤)。
(1)中间产品的模制步骤
A、玻璃管
首先，介绍玻璃管510。在缠绕之前，玻璃管510是直的并在纵向具 有三个部分510a、510b和510c，如图5的(a)所示。部分510b和510c 是进行缠绕的部分。部分510a是两个部分510b和510c之间的其余部分， 并且称为中间部分。当将玻璃管510压成中间产品540时，通过加热使中 间部分510a以及部分510b和510c的至少一部分软化。玻璃管510的横截 面基本上是圆形的，其外径为9.0[mm]，其内径为7.4[mm]，整个长度为 1500[mm]。
B、中间产品
中间产品540是通过缠绕玻璃管510的中间部分510a以及部分510b 和510c形成的。
图6A是图5的(b)所示的中间产品的部分断开图。图6是从图6A所 示的箭头Y的方向观看的中间产品540的正视图。
如图6A和6B所示，中间产品540具有两个缠绕部分548和550以及 连接两个缠绕部分548和550的中间部分542。缠绕部分548和550是通 过缠绕玻璃管510的部分510b和510c形成的，中间部分542对应玻璃管 510的中间部分510a。
缠绕部分548和550是通过围绕模制夹具的虚拟圆锥表面向下朝各个 端部缠绕玻璃管510的部分510b和510c形成的。因此，缠绕部分548和 550在虚拟轴线的方向(图6A的向下方向)逐渐远离中间部分510a并在 径向远离虚拟轴线成螺旋形。(应注意的是缠绕玻璃管期间，虚拟轴线与具 有虚拟圆锥表面的模制夹具的轴线一致。虚拟轴线等效于本发明的圆锥表 面的虚拟轴线。)因此，中间产品540的外形具有基本上圆锥形状。圆锥形 状的母线和轴线形成60度角，这在图6A中被注为“α”。
缠绕部分548和550之间的位置关系使得从虚拟轴线A的延伸方向(即 图6A所示的箭头Y的方向)观看时，在缠绕部分548和550的每两个径向 相邻圈之间形成间隙。图6B示出了从箭头Y方向看到的中间产品540。间 隙的最小长度L3为1.0[mm]。
此外，当从垂直于虚拟轴线A的方向观看中间产品540时(如图6A所 示)，缠绕部分548和550的每个圈恰好在虚拟轴线A的方向的内圈部分地 重叠。重叠部分的高度的长度L4为4.0[mm]。缠绕部分548和550的圈 总数量为4个。
C、用于形成中间产品的夹具
模制夹具590具有虚拟圆锥表面，并设有一对锁定部件593和594。 中间产品540是如下形成的：将软化的玻璃管510的中间部分510a放置在 一对锁定部件593和594之间，然后缠绕部分510b和510c。
图7是模制夹具590的侧视图。
如图所示，模制夹具590包括主体591和用于将模制夹具590安装到 驱动装置(未示出)上的柱形安装部分592。软化的玻璃管510围绕主体591 的外表面缠绕。主体591和安装部分592的轴线一致。在图7中，这两个 轴线总体表示为模制夹具590的轴线并表示为参考标记“B”。在下面的说 明中，垂直于轴线B的方向指的是“径向”。
锁定部件593和594直立地设置在直径相对位置处的主体591的顶部。 此外，按照限定一个连续螺旋的方式从顶部到底部沿着主体591形成两个 沟槽595和596。沟槽595和596中接收玻璃管510的部分510b和510c。
锁定部件593和594隔开一定距离以便允许玻璃管510装配在其间。 每个锁定部件593和594在平行于轴线B的方向从模制夹具590的顶部伸 出。锁定部件593和594可以是平行于轴线B安装到模制夹具590上的一 对棒状部件，如柱。
本实施例中使用的棒状部件的横截面是圆形的。然而，棒状部件可以 具有任何其它形状，只要与玻璃管510接触的表面是圆形即可。此外，棒 状部件可以是锥形的或向端部(上端)逐渐变细。
就是说，锁定部件593和594可以是任何形状的，在玻璃管510在轴 向从模制夹具590脱离时(例如，通过向下移动模制夹具590)确保不妨 碍玻璃管510。
图8是沟槽595和596的放大横截面图。
如图8所示，沟槽595和596在主体591的外表面中形成并且是阶梯 形状。在横截面中，沟槽595和596分别确定圆角597，圆角597的曲率 等于玻璃管510的外圆周(以假想线在图8中所示的)的曲率。
利用上述结构，玻璃管510如下那样部分地与圆角597表面接触。首 先，玻璃管510的横截面由两个直径线界定，一个直径线平行于轴线B， 另一个直径线垂直于轴线B。接触表面是靠近轴线B的外圆周表面的下部 象限(图8中的线段C-E)。这种结构防止围绕模制夹具590缠绕的玻璃管 510容易离开沟槽595和596。
这里，由于围绕模制夹具590缠绕的玻璃管510具有基本圆锥形，主 体591的外表面基本上限定圆锥形状，因此看作是虚拟圆锥表面(等效于 本发明的虚拟圆锥表面)。
接着，介绍模制夹具590的具体结构。这里所述的模制夹具590是用 于制造在上述部分“2、荧光灯的具体结构”中所述的电弧管体110的。每 个沟槽595和596的高度H(见图7)大约为玻璃管510的外径D1的0.56 倍。用于确定高度H的原因将在后面介绍。
本发明的发明人在测试基础上已经发现了如下现象。当高度H至少是 玻璃管510的外径的0.5倍时，是在不会发生玻璃管510从模制夹具590 的沟槽595和596脱离出来的情况下进行缠绕。因此，以高制造产率进行 缠绕。
此外，每个沟槽595和596的宽度W(即悬垂)比玻璃管510的外径D1 大1.0[mm]左右。如此确定宽度的原因将在后面介绍。
在母线B1和虚拟圆锥表面的轴线B之间形成的角度β大约为60度。
总之，沟槽595和596在轴向的节距等于从D1减去L4计算出来的值， 其中D1是玻璃管510的外径，L4是缠绕部分548和550的相邻圈的重叠 部分的高度(参见图6A)。此外，沟槽595和596在径向的节距等于D1和 L 3的和，其中D1是玻璃管510的外径，L3是缠绕部分550的相邻圈之间 的间隙的宽度。
D、中间产品的形成步骤
图9示出了用于获得中间产品540的模制步骤的示意图。
如图所示，模制夹具590的安装部分592固定到驱动装置(图中未示 出)上。驱动装置能够在图9所示的方向移动模制夹具590，同时在图中 所示的F方向围绕轴线B旋转模制夹具590。
接着，例如在炉子中将玻璃管510(每个部分510a、510b和510c的 至少一部分)至少部分地加热到800℃±20℃的温度。结果是，玻璃管510 的加热部分被软化。
软化玻璃管510的中间部分510a一般中心地插在模制夹具590的一对 锁定部件593和594之间。如图9的(a)所示，玻璃管510的每端被固定 在原位，在这个状态下，模制夹具590在F方向围绕轴线B旋转，同时在 G方向移动。
结果是，玻璃管510的中间部分510a被锁定部件593和594固定，并 且两个部分510b和510c沿着沟槽595和596(即围绕虚拟圆锥表面)缠 绕。
在这个状态下，沟槽595和596接收玻璃管510，因此在接收表面上 的点C处与玻璃管510的外圆周进行表面接触，如图8中的假想线所示。 该接触防止了玻璃管510从沟槽595和596脱离出来。
注意模制夹具590每次旋转时在G方向的移动量等于沟槽595和596 的总高度，即高度H的两倍。在旋转期间，将气体如氮气或氩气以控制压 力引入到玻璃管510中。结果是，玻璃管510的缠绕部分具有圆形横截面。
在完成围绕模制夹具590的缠绕之后，让玻璃管510直立，直到温度 降低和玻璃管510硬化。然后，从模制夹具590在轴向取出由参考标记515 表示的硬化玻璃管。
更具体地说，如图9的(b)所示，模制夹具590可以在I方向向下轴 向移动，同时玻璃管515保持在原位。或者，玻璃管515可以在I方向的 相反方向(在G方向)移动，同时模制夹具590保持在原位。或者，玻璃 管515和模制夹具590都可以移动。
注意到，当一个一个地形成多个玻璃管510时，模制夹具590必须返 回其原始位置。因此，在用于在I方向向下移动模制夹具590的制造效率 方面是有利的。
从模制夹具590取出之后，切除玻璃管515不需要的部分，由此将玻 璃管515形成为中间产品540。
在中间产品540的顶点，形成突起552。突起552后来用作电弧管100 的凸起126。突起552是通过局部软化中间产品540的顶点和增加中间产 品540的内部压力而形成的。突起552可以直接在围绕模制夹具590缠绕 玻璃管之后形成，或从模制夹具590取出玻璃管之后形成。
(2)中间产品的压缩步骤
接下来，将介绍将基本上圆锥形中间产品压缩成平面形的步骤，由此 获得完成的电弧管体。
图10是表示将中间产品压缩成基本上平面形状的步骤的示意图。
这个步骤是使用图10的(a)中所示的压缩夹具580进行的。因此， 首先介绍压缩夹具580，然后介绍压缩步骤。
A、压缩夹具
图11是其上放置中间产品的压缩夹具580的部分断开的斜向图。
如图10和11所示，压缩夹具580具有用于在虚拟轴线A的方向(图 11中的上、下方向)夹持中间产品540的这种结构。为此，压缩夹具580 设有一对上、下板和多个引导销586。所述一对板沿着引导销586彼此靠 近或彼此远离移动，同时保持它们的相对表面处于隔开的平行关系。具体 而言，下板是具有放置表面582a的固定板582，其中放置表面582a用于 在其上放置中间产品540。上板是可移动板584，它可以在垂直于固定板582 的放置表面582a的方向(图11中的上、下方向)沿着引导销586移动。
多个引导销586例如为六个引导销，它们沿着中间产品540的最外圆 周以在圆周方向间隔的关系直立地设置在固定板582上。此外，限制器589 沿着放置表面582a的周边设置在固定板582上(在图11所示的例子中， 放置表面582a是矩形，因此限制器589分别设置在四个角之一)。通过设 置限制器589，调整可移动板584使其不要太靠近固定板582。
可移动板584在其中心具有通孔587，用于容纳突起552。可移动板584 在对应引导销586的位置上还具有六个引导孔585。
现在将介绍压缩夹具580的具体结构。
固定板582和可移动板584分别由不锈钢制成，并且其平面图基本上 为正方形。可移动板584的重量大约为1.2[Kg]。
引导销586的外径为2.5[mm]，并以35[mm]的圆周间隔设置在固定 板582上。每个引导孔585的直径为2.6[mm]。
B、压缩步骤
现在将介绍整平中间产品540的压缩步骤。
首先，制备压缩夹具580，并且将中间产品540放在板582和584之 间，如图10的(a)所示。为了容易放置中间产品540，可移动板584可 以拆开或向上移动，以便保证板582和584之间的宽空间。
将中间产品540放在固定板582的放置表面582a上的预定位置上。例 如，中间产品540一般放在放置表面582a的中心部位。当适当地放置中间 产品540时，中间产品540的突起552通过可移动板584的向下移动而进 入通孔587。此时，通孔587的周边壁与中间产品540的中间部分542配 合。
接着，在保持可移动板584与中间部分542配合的同时，加热中间产 品540，如图10的(b)所示，直到玻璃管的外周表面达到大约600℃为止。 用于如此确定目标温度的原因将在后面介绍。
应注意中间产品540由软化点为675℃的玻璃(软玻璃)制成。当达 到等于或高于软化点的温度时，中间产品540在其自身重量下开始变形， 因此变成平面形。通过变形，玻璃管趋于经受其横截面形状的破坏。
当玻璃管的外周表面的温度达到大约600℃时，中间产品540由于作 用力而可变形。因而，可移动板584在其自身重量下开始下降(向固定板 582移动)，由此在虚拟轴线的方向压缩中间产品540和使其变形。中间产 品540继续变形，直到可移动板584与固定板582的限制器589啮合为止。
当可移动板584与限制器589啮合时，中间产品540形成平面形，除 了容纳在通孔587中的突起552之外，如图10的(c)所示。结果是，获 得具有平面缠绕部分122和124的电弧管体110。
根据上述制造方法制造的电弧管体110在低于玻璃管510的软化点的 温度下借助作用力变形为平面形。就是说，通过变形处理，玻璃管将其刚 性维持到可保持其管形形状的程度。结果是，和常规技术不同，是在没有 如玻璃管的横截面变形或玻璃管的轴向延长的任何问题的情况下使圆锥形 中间产品540变形为平面形。
此外，用于使中间产品540变形的压缩夹具利用了可移动板584的重 量，因此结构相对简单。这种夹具的简单结构有助于降低电弧管体110的 制造成本。
应该注意的是中间产品540在虚拟轴线的方向变形而不会破坏玻璃管 的横截面。这是因为破坏玻璃管的横截面所需的力大于使中间产品540在 虚拟轴线方向重复变形(压缩)的力。
IV、组装荧光灯
接下来，介绍将用上述方式制造的电弧管100和固定器200组装成荧 光灯。
首先，制备电弧管100和固定器200。通过将端部114和116插入通 过固定部件210形成的各个插孔218和220中而将电弧管100固定到固定 器200上。然后，通过粘合剂如硅树脂将端部114和116固定在插孔218 和220内。在这个阶段的固定器200没有固定到灯头安装部件230上。
接着，从电弧管100的端部114和116伸出的引线146和148穿过灯 头250的连接管脚250a、250b、250c和250d延伸，其中灯头250固定到 灯头安装部件230上。引线146和148，而不是穿过管脚的部分，放入空 间222内。然后，将灯头安装部件230安装在固定部件210的后侧上，并 且锻造连接管脚250a、250b、250c、和250d。这就完成了荧光灯10。
V、玻璃管的相邻圈之间的间隙
上述电弧管100设计成使得径向相邻的圈之间的最小间隙Ga为 1[mm]。然而，间隙Ga可以是不超过玻璃管112的外径D1的0.4倍的任何 尺寸。用于确定最小间隙Ga的原因将在下面介绍。
期望根据本发明的荧光灯10可适用于用于商店照明以及家庭照明的薄 的天花板安装型照明装置。尤其是，与封闭型相比，期望荧光灯10更通常 适用于开放型照明装置。因此，通常是用户直接看到安装在开放型照明装 置上的荧光灯的情况。由于这种状态，保证没有注意到间隙Ga造成的荧光 灯亮度的不均匀性是非常重要的。
为此，本发明的发明人制造了电弧管，每个电弧管在玻璃管112的相 邻圈之间具有不同尺寸的间隙Ga。然后，将具有这些电弧管的荧光灯安装 到向下开放型照明装置上。然后将该照明装置打开以测量亮度的不均匀性。
构成在该测量中使用的荧光灯的每个电弧管体的玻璃管其外径为 9.0[mm]，其内径为7.4[mm]，并且其长度为700[mm]。玻璃管被螺旋缠绕， 因此相邻圈之间的间隙在玻璃管外径的0.05到1.2倍的范围内。更具体地 说，在0.05的倍增量的上述范围内(即0.05、0.1、0.15、0.2、...1.15、 1.2)存在具有24个不同尺寸的间隙的玻璃管。
以下述方式评估亮度的不均匀性。首先，将荧光灯安装在天花板安装 型照明装置中。从地板计算天花板的高度为3[m]，每个照明装置的高度为 25[mm]。每个灯的照明状态由20个评价者(从150[cm]到180[cm]高的范 围内)主观地观察，同时在地板上绕周围行走。以下列四个等级的量度评 估亮度的不均匀性：不被注意到；没有特别注意到；有点注意到；注意到。
图12示出了由评价者给出的评估表。
从该表明显看出，当玻璃管的相邻圈之间的间隙Ga等于或小于玻璃管 外径的0.4倍时，亮度的不均匀性没有特别注意到。此外，当间隙Ga等于 或小于玻璃管外径的0.3倍时，亮度的不均匀性没有特别注意到。
另一方面，当间隙Ga大于玻璃管外径的0.4倍时，亮度的不均匀性有 点注意到。当间隙Ga大于0.7倍时，明显注意到不均匀性。
基于上述评估，当间隙Ga等于或小于玻璃管112的0.4倍时，亮度的 不均匀性保持可忽略水平。此外，通过将间隙Ga限制到这个尺寸，在缩减 电弧管100的尺寸方面是有利的。
应注意的是当间隙Ga等于或小于0.5[mm]时，通过压缩中间产品和使 其变形使玻璃管112的相邻圈接触的概率增加。
VI、补充说明
(1)中间产品的温度
在上述说明中，在压缩步骤时中间产品540的目标温度为600[℃](以 下，该目标温度还可称为“压缩温度”)。然而，压缩温度可以是等于或高 于玻璃管112可变形而不破裂时的温度(550[℃]，根据测试)且低于玻璃 管112的软化点(675[℃])的任何温度。
当压缩温度等于或高于玻璃管112的软化点时，玻璃管112软化，并 且不再能保持其形状。结果是，玻璃管112被破坏，由此产生如下问题。 例如，玻璃管112的横截面可能不再基本上为圆形，玻璃管112的相邻圈 可能接触，或者玻璃管112在端部成锥形，由此在轴向延长。
实际上，优选考虑玻璃管材料以及中间产品540的温度的变化来确定 压缩温度。因此，压缩温度可以比玻璃管可以变形的温度高40[℃]，并且 比软化温度低40[℃]。在该温度范围内(590[℃]到635[℃])，中间产品容 易变形，并且容易控制和管理压缩温度。
(2)圆锥形中间产品的成形
上述中间产品540基本上为圆锥形的，其母线和轴线形成60的角α(见 图6A)。然而，角α可以是45°到70°范围内的任何角。
当角α大于70°时，模制夹具590的每个沟槽595和596的高度H小 于0.5[mm]。在将直玻璃管缠绕成圆锥形中间产品的处理中，这大大降低 了合格产品的制造产率。而且，当角α小于45°时，在使圆锥形中间产品变 形为具有平面螺旋形状的电弧管体的处理中降低了合格产品的制造产率。
当角α为60°时，在将直玻璃管缠绕成螺旋缠绕的电弧管体的处理中， 制造产率为90[％]或更高。在角α为上述任何其它角度的情况下，这个制 造产率最高。
如上所述，每个沟槽595和596的高度H确定为玻璃管510的外径的 0.56倍。用于将高度H确定为这个尺寸的原因是制造具有1[mm]间隙Ga的 电弧管体110。如上所述，希望玻璃管112的相邻圈之间的间隙Ga为1[mm]， 以便避免不均匀的亮度。另一个原因是使角β为60°，其中角β是在轴线B 和模制夹具590的虚拟圆锥表面的母线B1之间形成的角。这个角度是理想 的原因同上。
<修改>
到此为止，已经借助上述实施例介绍了本发明。然而，显然，本发明 不限于上述特殊实施例。可以做出包括下列修改形式的各种修改。
I、压制中间产品
A、加压方法
根据上述实施例，利用可移动板584的重量将压力(即负载)施加于 中间产品。然而，可以通过在位移控制下使可移动板下降来施加压力。
下面将介绍可移动板机械地下降以使中间产品变形的例子。应注意本 例中使用的中间产品和压缩夹具与上述实施例中所述的相同。
首先，将中间产品放在固定板和可移动板之间。这里，可移动板以与 固定板平行的关系固定到压力装置上。压力装置能够将可移动板的运动例 如控制到恒定速度。
接着，至少加热中间产品的缠绕部分。控制加热，以便使缠绕部分的 温度升高到620[℃]±10[℃]。
当中间产品的缠绕部分其外表面的温度达到620[℃]时，压力装置开始 使可移动板以大约4.0[mm/sec]的恒定速度下降。通过这个操作，使圆锥 形中间产品变形为平面电弧管体。
根据上述加压方法，中间产品被压缩和变形而没有使玻璃管损坏或破 裂。根据上述加压方法获得合格产品的百分比为被加压中间产品的总数的 97[％]。
在使用机械加压方法的上述测试中，可移动板以4.0[mm/sec]的速度 下降。已确认该下降速度可以在3[mm/min]到5[mm/min]之间的范围内，以 便以合格产品的高百分比来制造电弧管体。
在上述例子中，可移动板在位移控制下下降。然而，中间产品的平面 化可以通过在压力控制下使可移动板下降来进行。具体而言，将中间产品 的缠绕部分加热到等于或高于玻璃管可以变形的点且低于玻璃管的软化点 的温度。然后从其虚拟轴线方向压缩被加热的中间产品。通过这种方式， 获得无玻璃管损坏的所希望形状的电弧管体。
在使用机械加压方法的上述测试中，将压缩温度调整到620[℃]，这不 同于上述实施例。然而，得到的电弧管体其玻璃管的横截面具有所希望的 形状，与根据上述实施例获得的电弧管体一样。
B、加压方向
在上述实施例和修改例中，中间产品540被夹在一对上、下板(582 和584)之间，上板(584)下降以压缩中间产品540。作为替换例，上板 可以是不可移动的，而下板可以上升，以便充分地向中间产品施加压力。 作为另一替换例，上板和下板可以向内移动以给中间产品加压。
C、附加注释
本发明的发明人在观察在压缩步骤中被压缩和变形的中间产品540的 基础上发现了以下事实。当可移动板584的重量施加于中间产品540时， 首先在靠近固定板582的部分发生变形，然后逐渐在越来越靠近可移动板 584的部分发生变形。中间产品的与可移动板584配合的部分最后变形。
认为中间产品540首先在靠近固定板582的部分变形的原因如下。缠 绕部分548和550的圈在靠近固定板582的部分其直径比在靠近可移动板 584的部分的直径大。将中间产品540的缠绕部分看作是一个弹簧，弹性 系数在大直径部分较小。因此，缠绕部分在靠近固定板582的部分更容易 变形。
基于上述观察，假设通过压缩中间产品的圈当中的最内部圈，外部圈 在最内圈之前变形。这将导致不必使用与固定板582几乎一样大的可移动 板584，与上述实施例相同。或者，如果尺寸大到足以压缩玻璃管的最内 圈，则固定板就足够了。
应注意的是在上述实施例中，上板(等效于本发明的一对部件之一) 用做可移动板。然而，可移动体不限于板或板状部件。或者，可移动体可 以是大到足以压缩玻璃部件的最内圈的圆筒部件(等效于本发明的一对部 件之一)。
II、压缩夹具
根据上述实施例，压缩夹具580通过使可移动板584下降而使中间产 品540的缠绕部分548和550变形。中间产品540在其外径、总体形状的 高度以及玻璃管的相邻圈之间的间隙的尺寸上可以一定程度地变化。由于 该变化，难以在整个缠绕部分548和550上施加均匀的压力。结果是，通 过使中间产品540变形而获得的电弧管体110在玻璃管112的每两个相邻 圈之间不可能具有均匀间隙Ga。
图13是用于形成在任何两个相邻圈之间具有基本均匀间隙的电弧管体 的压缩夹具的固定板的平面图。
如图所示，固定板682设有用于保持缠绕部分548和550的圈为相等 径向间隔的保持钉683。与上述实施例相同，固定板682沿着其周边设有 限制器689(在这种情况下，固定板是矩形的，因此限制器689分别设置 在四个角之一上)。也与上述实施例相同，在包围中间产品540的位置上在 固定板上设置用于引导可移动板的引导销686。当然，可移动板设有对应 保持钉683(未示出)的通孔。
如图13所示，所有保持钉583沿着两个方向设置，一个方向是连接中 间产品的端部544和546，另一个方向是垂直于该连接方向。然而，保持 钉683的数量和位置不限于图13中所示的具体例子。
保持钉的数量越多越能更可靠地将缠绕部分548和550的相邻圈保持 在相等的间隔关系。然而，由于保持钉的数量，用于将中间产品放在固定 板682上增加了时间和很多麻烦。因此，优选在考虑平衡上述事实基础上 确定保持钉683的数量和位置。
III、电弧管形状
A、例1
根据上述实施例，电弧管100是双螺旋形状的，它是通过从中间部分 120一直到各个端部114和116围绕虚拟轴线A缠绕玻璃管112形成的。 随着圈靠近各个端部，螺旋的每个圈的直径越来越大。然而，电弧管100 可以是通过至少部分地缠绕玻璃管形成的单螺旋形状。具体而言，电弧管 可以通过从中间部分至少中途到一端缠绕玻璃管而形成。
为了形成具有平面和单螺旋形状的电弧管体，必须首先制备具有圆锥 形和单螺旋形状的中间产品。在这种情况下，图7中所示的模制夹具590 附加地设有与轴线B一致的通孔。玻璃管穿过通孔从一端运行到中间部分。 玻璃管的端部固定到模制夹具上。然后，与上述实施例相同，从中间部分 向另一端围绕模制夹具的虚拟表面缠绕玻璃管。
为了使如此获得的中间产品的缠绕部分平面化，图10中所示的固定板 582附加地设有用于中间产品的非缠绕部分的通孔，使其在虚拟轴线方向 穿过。通过通孔插入非缠绕部分，利用与上述实施例相同的方式使可移动 板下降。结果是，获得具有平面和单螺旋形状的电弧管体。
B、例2
根据上述实施例，电弧管体110具有两个缠绕部分，它们是通过穿过 它们的长度缠绕玻璃管510的两个部分510b和510c形成的。然而，只有 两个部分510b和510c中的一部分被缠绕也是可行的。这种电弧管体的例 子可以具有弯曲部，该弯曲部在虚拟轴线A的方向连接螺旋缠绕部分和延 伸到玻璃管端部的非缠绕部分。
C、例3
根据上述实施例，中间产品540具有缠绕部分，缠绕部分具有在模制 夹具的轴向和径向基本恒定的节距。然而，缠绕节距不必是恒定的。
图14A示出了中间产品的修改形状。图14B示出了电弧管体的修改形 状。
如图14A所示，中间产品710是从中间部分712向其端部714和716 缠绕的圆锥螺旋形状。缠绕部分718和720的缠绕节距在轴向和径向逐渐 增大。
图14B示出了通过从虚拟轴线方向压缩上述中间产品710而制造的电 弧管体730。如图所示，缠绕部分738和740的相邻圈之间的间距在越远 离电弧管体730的中间部分732的玻璃管的位置上越大。就是说，缠绕的 节距不是恒定的，而是在向外的径向方向上逐渐增大。
D、例4
根据上述实施例，中间产品540的缠绕部分548和550在其整个长度 上被平面化。然而，只有缠绕部分的一部分被平面化也是可行的。
图15示出了通过使在上述实施例中所述的中间产品540的缠绕部分的 一部分平面化而形成的电弧管体750。如图所示，缠绕部分548和550只 在位于中间产品540的全高度的下半部内的部分上被平面化。为了只使缠 绕部分的一部分平面化，压缩夹具580的可移动板584设有通孔，该通孔 的直径比通孔587大，以便在其中容纳缠绕部分548和550的上半部。
E、例5
根据上述实施例，缠绕部分548和550围绕圆锥的圆锥面螺旋缠绕。 因此，当从圆锥的轴向观看时，缠绕部分548和550基本上围绕虚拟轴线 A成圆形。然而，缠绕部分可以围绕虚拟轴线A缠绕，从而当从轴向观看 时形成多边形也是可行的。可以使用具有多个三角形侧面的金字塔形圆锥 的模制夹具来缠绕玻璃管，以便确定多边形状。
IV、玻璃管材料
根据上述实施例，玻璃管由无铅玻璃制成。然而，玻璃管的材料不限 于无铅玻璃。或者，也可以使用硬玻璃、铅玻璃和钠玻璃。通常，每种玻 璃材料(玻璃的成分)都有其自己的软化点。因此，在压缩步骤中在加热 中间产品使必须调整目标温度。
此外，根据上述实施例，玻璃管的外径为9.0[mm]。优选玻璃管的外 径在5[mm]到17[mm]范围内，原因如下。当玻璃管的外径小于5[mm]时， 考虑到必须密封在玻璃管内的线圈电极的尺寸，难以制造电弧管。另一方 面，当玻璃管的外径大于17[mm]时，得到的电弧管相对较大。
V、电弧管的凸起
根据上述实施例，在使缠绕部分548和550变形之前，在中间产品540 的顶点形成电弧管100的凸起126。作为替换形式，凸起126可以在使缠 绕部分548和550变形之后形成。为此，平面化电弧管体的顶点及其附近 部分被局部软化，接着增加电弧管体的内部压力。这种修改形式不再需要 在压缩夹具580的可移动板584中提供通孔587。
尽管前面借助例子参照附图介绍了本发明，应该注意的是各种改变和 修改对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此，除非这些改变和修改 脱离本发明的范围，否则它们将被包含于本发明范围内。