JP2000508827A - 無電極低圧水銀放電ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明の無電極低圧水銀放電ランプは放電空間(11)を気密に封止する透光性放電容器(10)が設けられている。放電空間は水銀及び１種又は数種の希ガスを含む。この放電ランプには更に放電空間内に高周波数磁界を発生させる電気コイル(20)が設けられているとともに、放電空間内に流出する管(50)に機械的に結合された細長い支持体(41)に設けられた補助アマルガム(40)が設けられている。補助アマルガム(40)はその支持体(41)を少なくともほぼ完全に被覆している。

Description

【発明の詳細な説明】 無電極低圧水銀放電ランプ 本発明は、水銀及び１種又は数種の希ガスを含む放電空間を気密に封止する透 光性放電容器が設けられ、更に放電空間内に高周波数磁界を発生させる電気コイ ルが設けられているとともに、放電空間内に流出する管に機械的に結合された細 長い支持体に塗布された補助アマルガムが設けられている無電極低圧水銀放電ラ ンプに関するものである。 このような無電極低圧水銀放電ランプはＤＥ１９５３４６８６Ａ１から既知で ある。補助アマルガムはランプの始動後に放電容器内の水銀圧力を公称動作の所 望値まで急速に上昇させる働きをする。主アマルガムの働きはこの値を公称動作 中維持することにある。所望の目的は、光出力を公称動作中に得られる値の少な くとも７０％の値に６０秒以内に到達させる必要がある。光出力の一時的低下は ２０％以下にするのが好ましい。既知のランプでは、補助アマルガムを円筒状に まるめられた金属ワイヤネットの端に隣接する比較的小さな部分に設けている。 これにより形成される円筒は反対側端に隣接して主アマルガムが被覆された他の 比較的小さな部分を有する。他の実施例では、支持体は金属細条である。補助ア マルガムの支持体を管内に摩擦力により固定するこの構成は、この支持体をラン プと一緒に簡単に組み立てることができるために魅力的である。しかし、既知の ランプは、補助アマルガムを各支持体に個別に設ける必要がある欠点を有する。 本発明の目的は、補助アマルガムを簡単に設けることができる構造を有する上 述した種類の無電極低圧水銀放電ランプを提供することにある。 本発明の無電極低圧水銀放電ランプは、この目的のために、補助アマルガムが その支持体を少なくともほぼ完全に被覆していることを特徴とする。本発明者は 、補助アマルガムが支持体の（ほぼ）全体に存在してもランプの動作に悪影響を 及ぼさないことを確かめた。支持体を製造する材料、例えば金属テープ、をフロ ーコーティングプロセスによりアマルガム又はアマルガム形成体、例えばビスマ ス、鉛又は錫のような金属又はこのような金属の合金で被覆することができる。 コー ティングプロセスは、例えば液体状態のアマルガム形成体を含む浴内に浸漬する ことにより行うことができる。或いは又、コーティングは、例えば電解法により 行うこともできる。次に、被覆した材料から複数の部分を、例えば切断により分 離し、所望の形状に折り曲げることにより複数の支持体を容易に製造することが できる。支持体をアマルガム形成体で被覆する場合には、アマルガム形成体が完 成ランプの内部でランプ内に存在する水銀蒸気と補助アマルガムを形成する。支 持体の小部分、例えば分離のために切断された支持体の端面にはアマルガムを設 けなくてもよい。 一実施例では、管と細長い支持体を、細長い支持体に管内に収容される折り曲 げ部分を設けて機械的に結合する。好適実施例では、細長い支持体を管内に摩擦 力により固定する。その結果として支持体は放電容器内の固定の位置を占めるた め、ランプ動作はバーニング位置に依存しなくなる。 細長い支持体は管内に完全に収容することができる。しかし、管内の温度は放 電空間内の温度と比較してかなり低い。この場合には補助アマルガムが十分な水 銀を開放するまでかなり長い時間を要する。本発明の無電極低圧水銀放電ランプ の魅力的な実施例では、支持体を管から放電空間内に突出させる。支持体の放電 空間内に位置する部分上に存在する補助アマルガムが放電空間内に存在するため に急速に加熱される。更に、この場合には補助アマルガムから開放された水銀の 放電空間内への拡がりが管により妨げられることもない。 本発明の無電極低圧水銀放電ランプの実施例では、補助アマルガムを水銀とイ ンジウムの合金とする。インジウムは水銀に比較的多量に結合するため、支持体 をごく小さい表面積を有するものとすることができる利点を有する。支持体上の インジウムは０．０２５−０．１ｍｇ／ｃｍの範囲内の被覆量にするのが好まし い。被覆量が０．０２５ｍｇ以下の場合には、支持体上のインジウムが少なすぎ て、エージングプロセスのために数千時間の点灯時間後も十分に速い光出力の増 大を達成することができない。０．１ｍｇ／ｃｍより高い被覆量はランプのスイ ッチオン時に過剰量の水銀を開放する。この場合には水銀圧力が最適水銀圧力を 超え、光出力特性に長い持続時間の深い谷が生ずる。 インジウムと水銀の合金を支持体上にニッケル介在層を介して設けると製造プ ロセスが簡単になり、好適である。 細長い支持体は、例えば金属テープとする。しかし、ワイヤのほうがフレキシ ブルであり、支持体として好適である。 本発明の無電極低圧水銀放電ランプの魅力的な実施例では、前記ワイヤを管に ほぼ平行に延在する縦方向部分を有するとともに管の中心とこの縦方向部分を通 る平面の両側に屈曲部を有し、前記縦方向部分と前記屈曲部が管に接するものと する。この実施例の支持体は管内に比較的容易に設けることができる。変形例で は、前記ワイヤを、上述した構造の代わりに、管内にクランピング力をもって収 容されるらせん部分を有するものとする。 本発明の無電極低圧水銀放電ランプのこれらの特徴及び他の特徴を図面を参照 して以下に更に詳細に説明する。図面において、 図１は本発明の第１実施例を縦断面図で示し、 図２は図１のIIの方向に見たその細部を示し、 図３はこの細部を図２のIII-III線上の縦断面図で示し、 図４は図３のIVの方向に見たこの細部の立面図であり、 図５Ａ及び図５Ｂは第１実施例の第１バージョンの光出力Φを時間ｔの関数と して示し、 図６Ａ及び図６Ｂは第１実施例の第２バージョンの光出力Φを時間ｔの関数と して示し、 図７は本発明の第２実施例を縦断面図で示し、 図８は図７のVIII−VIII線上の断面図である。 図１は放電空間１１を気密に封止する透光性放電容器１０が設けられた無電極 低圧水銀放電ランプを示す。放電空間１１は水銀とアルゴン及びクリプトンを含 む。図示のランプの放電容器１０はエンベロープ部分１２と凹部１３を有する。 電気コイル２０を支持する合成樹脂製コイル巻型２２がこの凹部１３内に、軟磁 性材料の中空コア２１の周囲に設けられる。動作中放電空間内の放電を維持する 高周波数磁界が電気コイル２０により放電空間１１内に発生される。これにより 発生された紫外線放射はルミネッセンス層１４により可視放射に変換される。中 空コア２１は凹部１３の外部まで延在する金属本体２３を取り囲み、この金属本 体２３は凹部１３の外部にフランジ２４を有する。この放電ランプには主アマル ガム３０と補助アマルガム４０が設けられている。補助アマルガム４０は、本例 では凹部１３の隣にあって、放電空間内に流出する管５０に機械的に結合された 細長い支持体４１に設けられる。管５０は軸線５１を有する。補助アマルガム４ ０は支持体４１のほぼ全体を被覆する。主アマルガム３０はランプ内に支持体４ １から離して設けられ、本例では管５０の放電空間と反対側の端部５３内に設け る。主アマルガムはＢｉ６８Ｉｎ２９Ｈｇ３（重量％）である。図示の実施例で は細長い支持体４１は０．６ｍｍの太さの鉄のワイヤである。補助アマルガム４ ０はインジウムと水銀のアマルガムである。補助アマルガム４０は０．１μｍの 厚さのニッケル層（図示せず）の上に設ける。図示の実施例では、支持体４１は 管５０から放電空間１１内へ突出する。ワイヤ４１は管50にほぼ平行に延在する 縦方向部分42を有する（図２−４も参照）。更に、ワイヤ４１は管の中心と縦方 向部分42を通る平面43の両側に屈曲部44ａ，44ｂを有する。縦方向部分42、屈曲 部44ａ，44ｂ、及び他の屈曲部４４ｃがワイヤの折り曲げ部分４１’の一部分を 構成する。折り曲げ部分４１’は管５０の幅狭開口部５４と放電空間とは反対側 の端部５３との間の管５０内に収容する。こうしてワイヤ４１を管５０に機械的 に結合する。更に、ワイヤ４１を管５０内にクランプフィットにより、即ち摩擦 により固定する。本例では、管５０の放電空間１１と反対側の端部５３をまだ開 けたままにすれば、凹部１３が放電容器１０のエンベロープ部分１２に既に固着 されていても、支持体４１を容易に設けることができる。この場合には支持体４ １を前記端部５３から管５０内へ押し込み、その後でこの端部５３を、例えば融 着により閉じることができる。 図１−４に示す実施例に従って数バージョンのランプを作成した。ワイヤ４１ 上の補助アマルガムの被覆量及び放電空間１１内へ突出するワイヤ４１の長さＬ を変化させた。図５Ａ及び図５Ｂは第１バージョンの公称光出力Φ（％）を時間 t(s)及びt(min)の関数として示す。このバージョンでは、長さＬが４０ｍｍで、 ワイヤ上のインジウムの被覆量が０．０５ｍｇ／ｃｍである。第２バージョンで は、長さＬが５０ｍｍであり、その光出力Φを図６Ａ及び図６Ｂに示す。両バー ジョンともこのランプは所望のスイッチオン動作を示す。６０秒以内に公称値の ７０％の光出力に到達する。このランプの第１及び第２の例ではそれぞれ２０秒 後及び１４秒後にこのレベルに到達した。過剰量の水銀蒸により生ずる輝度低下 はそれぞれ１２％及び１０％であった。従って、両例とも光出力は８０％以上に 維持される。 支持体が４０ｍｍ以下の長さの場合には、この支持体が例えば振動により移動 すると、ランプ動作に比較的大きな変化が発生する。６０ｍｍ以上の長さの場合 には、放電空間内に延在する部分の上に存在するアマルガムが動作中に熱くなり すぎ、放電容器の壁面に黒化が生じ得る。 本発明のランプの第２の実施例を図７及び図８に示す。図１のものと対応する 素子は１００大きい同一の番号で示す。細長い支持体１４１が締結される管１５ ０は凹部１１３の放電空間１１１に面する側の端１１３ａに開口部１５４を有す る。管１５０は軟磁性材料のコア１２１の空洞１２１ａ内を延在する。凹部１１ ３内には更に円筒状コアを取り囲む金属本体１２３が収納される。金属本体の円 周を円筒状コアの周囲で縦方向スロット１２５ａ−ｈにより中断する。電気コイ ル１２０を金属本体１２３を取り囲む合成樹脂のスリーブ１２２の周囲に設ける 。本例では補助アマルガム１４０、例えば錫、をステンレススチールテープ片に 設ける。このテープ片を、その第１のＵ字形部分１４５を管１５０内にクランプ フィットさせて収納し、管１５０内に摩擦力で固定する。この細長い支持体１４ １は、このＵ字形部分は第１部分１４５から管の開口部１５４まで延在し、次い で軸線１５１から半径方向に外側に延在し、次いで軸線１５１に平行に放電容器 の凹部１１３に隣接して延在する第２のＵ字形部分１４６を有する。Ｂｉ６７Ｉ ｎ２８Ｈｇ５（重量％）の合金を主アマルガム１３０として用いる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フェルメレン ポーラス アルベルタス マリア オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン ６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．水銀及び１種又は数種の希ガスを含む放電空間(11;111)を気密に封止する透 光性放電容器(10;110)が設けられ、更に放電空間内に高周波数磁界を発生させ る電気コイル(20;120)が設けられているとともに、放電空間内に流出する管(5 0;150)に機械的に結合された細長い支持体(41;141)に塗布された補助アマルガ ム(40;140)が設けられている無電極低圧水銀放電ランプにおいて、前記補助ア マルガム(40;140)がその支持体(41;141)を少なくともほぼ完全に被覆している ことを特徴とする無電極低圧水銀放電ランプ。 ２．前記細長い支持体(41)が前記管(50)内に収容された折り曲げ部分(41')を有 し、前記管(50)と前記細長い支持体(41)が機械的に結合されていることを特徴 とする請求項１記載の無電極低圧水銀放電ランプ。 ３．前記細長い支持体(41;141)が前記管(50;150)内に摩擦力により固定されてい ることを特徴とする請求項１又は２記載の無電極低圧水銀放電ランプ。 ４．前記細長い支持体(41;141)が前記管(50;150)から放電空間(11;111)内に突出 していることを特徴とする請求項１、２、又は３記載の無電極低圧水銀放電ラ ンプ。 ５．前記補助アマルガム(40)が水銀及びインジウムの合金であることを特徴とす る請求項１、２、３又は４記載の無電極低圧水銀放電ランプ。 ６．前記合金が前記支持体(41)上にニッケル介在層を介して設けられていること を特徴とする請求項５記載の無電極低圧水銀放電ランプ。 ７．前記支持体(41)がワイヤであることを特徴とする請求項１−６の何れかに記 載の無電極低圧水銀放電ランプ。 ８．前記ワイヤ(41)が前記管(50)にほぼ平行に延在する縦方向部分(42)を有する とともに前記管の中心とこの縦方向部分を通る平面の両側に屈曲部(44a,44b) を有し、前記縦方向部分と前記屈曲部が前記管に接することを特徴とする請求 項７記載の無電極低圧水銀放電ランプ。