JP2002517071A

JP2002517071A - 低圧水銀蒸気放電ランプ

Info

Publication number: JP2002517071A
Application number: JP2000551421A
Authority: JP
Inventors: エムアードリーセンスレネ; セーオームスピーター
Original assignee: Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1998-05-22
Filing date: 1999-05-14
Publication date: 2002-06-11
Also published as: KR20010022019A; EP1004138A1; DE69921427D1; CN1272219A; CN1293597C; WO1999062102A1; DE69921427T2; US6304030B1; EP1004138B1

Abstract

(57)【要約】低圧水銀蒸気放電ランプには、第１及び第２端部（１１）を有する放電容器（１０）が設けられている。放電容器は、水銀の充填剤と不活性ガスとが入れられた放電空間を気密に囲んでいる。各端部（１１）は電極（２０）を支持し、この電極は放電空間内に配置され且つ電流供給導体（３０Ａ，３０Ｂ）に固着され、これら電流供給導体は端部（１１）を貫通して放電容器（１０）の外部に突出している。本発明によれば、端部（１１）と電極（２０）との間に延在する少なくとも１本の電流供給導体（３０Ａ）のセグメント（３１Ａ）にアマルガムを被覆する。このアマルガムを被覆する領域（３５Ａ）は端部（１１）から距離ｄ_aに位置する。本発明によれば、アマルガムを放電容器内に比較的容易に被着することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、端部を有する放電容器であって、水銀の充填剤と不活性ガスとを収
容している放電空間を気密に囲んでいる当該放電容器と、放電空間内で各端部に配置され、この放電空間内で放電を発生させるとともに
この放電を維持する電極と、端部を貫通して放電容器から突出する、電極の電流供給導体であって、これら
電流供給導体の少なくとも１本がアマルガムを有している当該電流供給導体とを具える低圧水銀蒸気放電ランプに関するものである。水銀蒸気放電ランプでは、水銀が、紫外（ＵＶ）光を（有効に）発生する主成
分を成す。放電容器の内壁には、ＵＶ光を他の波長、例えば日焼け（サンベッド
ランプ）用のＵＶ‐Ｂ及びＵＶ‐Ａに、又は可視光に変換する発光材料（例えば
発光粉末）を有する発光層を被覆することができる。従って、このような放電ラ
ンプは蛍光ランプとも称せられる。

【０００２】

【従来の技術】

上述した種類の低圧水銀蒸気放電ランプは、米国特許第４１０５９１０号明細
書から既知である。この既知の放電ランプでは、電流供給導体がアマルガムを有
し、このアマルガムはこの電流供給導体に固着された金属プレート上に設けられ
ている。このアマルガムは補助アマルガムとして作用し、放電ランプがそのスイ
ッチオン後にその定格光度に近付くレート（速度）であるランアップレートを速
める作用をする。このことは、ランプのスイッチオン後電極から生じる熱により
アマルガムがこれに結合された水銀を放出させ、これにより放電容器中の水銀蒸
気圧を、通常の点灯に望ましい値まで増大させるという事実により達成される。
しかし、この場合には、金属プレートが、その製造、貯蔵、輸送及びランプの他
の部品との組立てによる追加の費用を要するという欠点がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、定格光度に一層急速に到達する、頭書に記載した種類の低圧
水銀蒸気放電ランプを提供せんとするにある。本発明は、更に、より一層経済的
に製造しうる低圧水銀蒸気放電ランプを提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本発明では、頭書に記載した種類の低圧水銀蒸気放電ランプにおいて、アマル
ガムは電流供給導体のセグメントの領域を被覆しており、前記セグメントは前記
端部を前記電極に連結しており、前記領域は前記端部から距離ｄ_a（ｄ_a＞０）に
位置していることを特徴とする。

【０００５】アマルガムは電極に比較的近い位置で電流供給導体上に設けられている為、ラ
ンプがスイッチオンされた後に電極で発生される熱が良好に且つより一層急速に
アマルガムに分散され、従って、アマルガムが暖められる時間が減少し、これに
より放電空間内の水銀蒸気圧をより一層急速に高め、従って、通常の点灯に望ま
しい水銀蒸気圧の値に直ぐに到達するようになる。

【０００６】米国特許第４１０５９１０号明細書に開示されている低圧水銀蒸気放電ランプ
では、放電容器の（ガラス）端部の領域にアマルガムが被覆されている。このア
マルガム被膜は、端部に接する電流供給導体の領域を越えて延在している。この
アマルガムは、ランプの寿命の終了時に放電アークに対する作用点を構成する。
この段階で、放電容器の端部が強く加熱され、これによりこの端部を溶融させる
為、空気が放電容器内に流入し、ランプの点灯が阻止される。

【０００７】米国特許第５８４１２２０号明細書から既知の低圧水銀蒸気放電ランプでは、
アマルガムが被覆されている領域が電流供給導体の自由端部から延在している。
この目的のために、電流供給導体は、電極が固着されているこの電流供給導体の
位置よりも更に延在している。本発明による放電ランプでは、電流供給導体を、
アマルガムの所望の温度を達成するために更に延在させる必要がない。その理由
は、アマルガムは、端部と電極との間に延在する電流供給導体のセグメント上に
設けられている為である。

【０００８】ランプの点灯中にアマルガムが到達する温度は、アマルガムが被覆されている
領域の、電極に対する位置によって選択しうる。本発明による低圧水銀蒸気放電
ランプの好適例では、距離ｄ_aが式０．０５×ｄ_ep-e≦ｄ_a≦０．９×ｄ_ep-e を満足し、ここでｄ_ep-eを前記端部と前記電極との間の距離とし、距離ｄ_aを前
記端部から測ったことを特徴とする。

【０００９】アマルガムは端部にあまり近付かないように配置するのが望ましい為、距離の
下限値（ｄ_a≧０．０５×ｄ_ep-e）を決定する。その理由は、アマルガムが端部
にあまり近付きすぎると、ランプのスイッチオン後のアマルガムの暖めに悪影響
を及ぼす為である。米国特許第４１０５９１０号明細書から既知のランプでは、
アマルガムが端部の領域に被覆されており、この点はアマルガムの暖めにとって
好ましくないことである。アマルガムは電極にあまり近付かないように配置する
のが望ましい為、距離の上限値（ｄ_a≦０．９×ｄ_ep-e）を決定する。その理由
は、アマルガムが電極にあまり近付きすぎると、ランプが長期間点灯している場
合にアマルガムに悪影響を及ぼす為である。更に、アマルガムが電極に到達しな
いようにする。アマルガムが電極に到達することにより電極の電子放出効果を妨
害する。更に、アマルガムが電極に到達すると、アマルガムが放電容器内で電極
から散在し、これにより一般に水銀蒸気圧に悪影響を及ぼすおそれがある。補助
アマルガムの適切な温度は、特に、０．１×ｄ_ep-e≦ｄ_a≦０．５×ｄ_ep-eの場
合に得られる。

【００１０】好適例では、複数の電流供給導体の複数のアマルガム被覆領域が電極に対し互
いに異なる位置を占めるようにする。その結果、このようにして形成された補助
アマルガムがランプのスイッチオン後幾分異なる時間間隔で水銀を放出する。こ
のようにして、ランプのスイッチオン後に水銀が瞬時的に過剰になったり、過少
になったりするのを防止しうる。

【００１１】アマルガムは電流供給導体のセグメント上に直接設けるのが好ましい。このよ
うにすることにより、放電ランプの素子数が減少し、従って放電ランプをより一
層経済的に製造しうる。米国特許第４１０５９１０号明細書から既知の放電ラン
プでは、電流供給導体が、この電流供給導体に固着された金属プレート上に設け
られたアマルガムを有する。

【００１２】好適例では、アマルガムを、低圧水銀蒸気放電ランプ内で電流供給導体のセグ
メント上にはんだ付又は溶接により設ける。アマルガムは、被覆すべき電流供給
導体の領域に“はんだごて”を接触させ、これによりこの領域にはんだごてから
の金属を与えることにより、上述したようにして容易に設けることができる。い
わゆる“はんだ錫”はアマルガムを含有するか、インジウム、錫、鉛又はビスマ
スのようなアマルガム形成材料、或いは例えば鉛と錫又はビスマスとインジウム
から成るアマルガム形成合金であるアマルガム形成剤を含有する。後者の場合、
例えば、ランプに充填剤を入れた後の放電空間からの水銀蒸気により電流供給導
体上にアマルガムを形成しうる。被覆すべき領域の位置でのはんだ付又は溶接は
フラックスを用いることにより向上させることができる。電流供給導体へのアマ
ルガム又はアマルガム形成剤の被膜の被着を向上させるために、必要に応じ、被
覆すべき領域にまず最初に他の材料の層を設けることができる。或いはまた、被
膜を例えば、電気分解的に設けることもできる。関連の領域上のアマルガムの量
は、当業者によって、電流供給導体の太さ及び領域の長さを変えることにより容
易に選択しうる。電流供給導体は例えば、鉄、ニッケル、鉄‐ニッケル又はクロ
ム‐ニッケル‐鉄から形成する。

【００１３】電流供給導体を放電容器の端部に固着する前にこれらの電流供給導体に被覆を
行なう代りに、電流供給導体と端部とを互いに連結した後に電流供給導体に被覆
を行なうこともできる。任意ではあるが、電極を電流供給導体に固着した後に被
膜をこの電流供給導体に被着させることができる。

【００１４】放電ランプが１つの端部にアマルガムを有していさえすれば、ランアップレー
トが高くなる。放電容器が比較的長い、例えば４０ｃｍよりも長い場合には、釈
放された水銀蒸気が、放電容器によって囲まれた放電空間内で拡がるのに比較的
長い時間を要する。この場合、放電容器の両端部にアマルガムを設けるのが好ま
しい。

【００１５】ランプの通常の電力供給ユニットでは、ランプ電流は主として１本の電流供給
導体を流れる。この電流供給導体を、以後、電流搬送電流供給導体と称する。放
電アークは電極が関連の電流供給導体に接する位置で電極に作用する為、電流搬
送電流供給導体は比較的高い温度に達する。この電流供給導体にアマルガムを設
けるのが好ましい。しかし、電流供給導体のどれを電流搬送電流供給導体とする
かは必ずしも前以て確実にするものではない。この場合は、例えば、ランプとそ
の電力供給ユニットとを互いに取り外したり、異なる仕方で結合したりすること
ができる場合である。この場合には、双方の電流供給導体にアマルガムを設ける
のが好ましい。

【００１６】補助アマルガムとして作用する１つ以上のアマルガムの他に、通常の点灯中の
放電空間内の水銀の蒸気圧を決定するアマルガムである主アマルガムとして作用
する１つ以上のアマルガムをランプが有するようにもしうる。例えば、主アマル
ガムは放電容器の排気管内に配置する。しかし、主アマルガムは存在させなくて
も良い。この場合には、放電容器内の水銀蒸気圧は、放電容器の最冷却点と関連
する水銀蒸気圧によって決定される。

【００１７】

【発明の実施の形態】

本発明の上述した及びその他の観点は、以下の実施例に関する説明から明らか
となるであろう。図面は完全に線図的なものであり、実際のものに正比例して描いていない。図
中、同様な部分に可能な限り同様な符号を付してある。

【００１８】（ガラス）端部１１；１１′を有する管状放電容器１０を具える低圧水銀蒸気
放電ランプを図１に示す。放電容器１０は放電空間１８を気密に封止しており、
この放電空間には、３ｍｇの水銀以外に、不活性ガス、例えばアルゴン及びネオ
ンの７５／２５混合ガスを含むイオン化可能充填剤が入れられている。図示の例
では、放電容器１０は２つの管部分１３；１３′を有し、各管部分が１つの端部
１１；１１′を有する。これら端部１１；１１′は口金５０内に一緒に固着され
ている。管部分１３；１３′は、口金５０側とは反対側に位置する管の端１４；
１４′の位置で、通路１５を介して互いに連通している。放電容器は、例えば、
１つの伸長した管又は湾曲した管、例えばフック状に湾曲した管となるように構
成することもできる。放電容器１０には、放電空間１８に面する側で発光層１６
が設けられている。放電空間１８内には、各端部１１；１１′において電極２０
；２０′が配置されている。これに代えて、ランプの電力供給ユニット（電源）
と容量結合する外側電極を放電容器の端部に配置することもできる。電極２０；
２０′から端部１１；１１′を経て放電容器１０から突出するように、電流供給
導体３０Ａ，３０Ｂ；３０Ａ′，３０Ｂ′が延在する。少なくとも１本の電流供
給導体３０Ａがアマルガムを有する。図示の例では、電流供給導体３０Ｂもアマ
ルガムを有する。

【００１９】図２は、図１に示す放電ランプの詳細を示す斜視図である。図２では、放電ラ
ンプ１０を破線で示してある。アマルガム、本例では鉛‐錫‐水銀が、端部１１
を電極２０に連結する電流供給導体３０Ａの領域３５Ａを被覆している。図２で
は、アマルガムは電流供給導体３０Ａのセグメント３１Ａ上に設けられており、
このセグメント３１Ａは端部１１と電極２０との間に延在している。明瞭とする
ために、図１及び２では、領域３５Ａ；３５Ａ′を電流供給導体３０Ａ，３０Ｂ
；３０Ａ′，３０Ｂ′の他の部分に比べて黒く塗りつぶしてある。領域３５Ａ；
３５Ａ′の各々の長さは約３ｍｍであり、これら領域に、厚さが約１ｍｍの被膜
が設けられている。各領域での鉛‐錫の量は約１５ｍｇとする。図２では、電流
供給導体３０Ａ，３０Ｂは、太さが０．６ｍｍの鉄製ワイヤより成る第１セグメ
ント３１Ａ，３１Ｂと、太さが０．３５ｍｍのＮｉＦｅＣｕＭｎワイヤより成る
第２セグメント３２Ａ，３２Ｂと、太さが０．４ｍｍのＣｕＳｎワイヤより成る
第３セグメント３３Ａ，３３Ｂとを有し、これら第１、第２及び第３セグメント
はそれぞれ主として、放電容器１０内、放電容器１０の端部１１の壁部１２内及
び放電容器１０の外部で延在している（第２セグメント３２Ａ，３２Ｂを破線で
示してある図２を参照）。端部１１′においても、ランプは同様に構成されて
いる（図２には図示せず）。

【００２０】電極２０；２０′は、電子放出物質、本例の場合、酸化バリウムと酸化カルシ
ウムと酸化ストロンチウムとの混合物で被覆されたタングステンの巻線である。
これら電極２０；２０′は、両端２１Ａ，２１Ｂでそれぞれの電流供給導体３０
Ａ，３０Ｂの湾曲部３６Ａ，３６Ｂ内に緊締された巻線を有する。

【００２１】図１及び２に示す実施例では、電流供給導体３０Ａ，３０Ｂ；３０Ａ′，３０
Ｂ′の各々が、放電容器１０の両端部１１，１１′でこのようなアマルガム被覆
補助領域３５Ａ，３５Ｂ（図示せず）；３５Ａ′，３５Ｂ′（図示せず）を有す
る。図面を簡単とするために、これらの端部の構造は図１には詳細に示していな
い。

【００２２】図２では、アマルガムが端部１１から距離ｄ_aの位置にある（ｄ_a＞０）。図
２に示すように、この距離ｄ_a は端部１１からアマルガムの中心までを測ったも
のである。端部１１から電極２０までの距離を図２では、ｄ_ep-e で示してあり
、この距離は端部１１から電極２０の中心までを測ったものである（図２参照）
。本発明の好適例によれば、距離ｄ_a は式０．１×ｄ_ep-e≦ｄ_a≦０．５×ｄ_ep-e を満足する。距離ｄ_aに対する特に適した値はｄ_a≒０．２×ｄ_ep-eである。

【００２３】ランプの製造の途中で、電流供給導体３０Ａ，３０Ｂ；３０Ａ′，３０Ｂ′及
び放電容器１０の端部１１、１１′を互いに連結した後に、これら端部を、アマ
ルガム又はアマルガム形成物質を含有するはんだごてと接触させ、これら電流供
給導体に、被覆すべきその領域の全長に亙ってアマルガム又はアマルガム形成物
質を設けるようにすることができる。或いはまた、前記電流供給導体及びランプ
の端部を互いに連結する前にこれら電流供給導体上にアマルガム又はアマルガム
形成物質の被膜を設けることもできる。電極は、この電極の端部を中心として電
流供給導体の各々を曲げることにより、通常のようにして電流供給導体に接続す
ることができる。次に、放電容器の端部及び放電容器の管状部を互いに融着し、
その後、放電容器をすすぎ洗いし、清浄にし、これに排気管（図示せず）により
充填剤を入れることができる。電流供給導体にアマルガム形成物質を被覆する場
合には、この物質が充填剤からの水銀とでアマルガムを形成する。適切なアマル
ガム形成金属はインジウム、錫、鉛及びビスマスである。適切なアマルガム形成
合金は鉛と錫との合金及びビスマスとインジウムとの合金である。

【００２４】周知の低圧水銀蒸気放電ランプと、端部１１及び電極２０間に延在する電流供
給導体３０Ａのセグメント３１ＡにＰｂ‐Ｓｂを直接被着した放電ランプとに寿
命試験を行なった。これらの試験では、上述した放電ランプを、装着時に口金を
上にする“ベースアップ”式及び口金を下にする“ベースダウン”式の双方で、
２３０Ｖの公称電圧（５０Ｈｚの商用電源電圧）で試験した。光技術的データ及
び電気的データを０時間、２４時間、１００時間、２０００時間、５０００時間
及び１００００時間後に測定した。周知の放電ランプの光出力は、本発明による
放電ランプよりも低い。周知の放電ランプの光出力は、５０００時間後に平均で
９０％であるのに対し、本発明による放電ランプの光出力は、平均で９５％であ
る。１００００時間後は、光出力はそれぞれ８５％及び９０％である。何れの場
合にも、１００点灯時間後の光出力は１００％（基準値）であると仮定した。放
電ランプの定格光出力に達するのに必要な時間は、放電ランプがその最大光出力
の８０％に達する期間である、いわゆる“ランアップ”時間で表される。１００
（点灯）時間後のこのランアップ時間が１００％（基準値）であると仮定する場
合、５０００時間後の周知の放電ランプのランアップ時間は１４０％であり、本
発明による放電ランプのランアップ時間は９５％である。又、１００００時間後
は、周知の放電ランプのランアップ時間は２８０％であり、本発明による放電ラ
ンプのランアップ時間は１６０％である。本発明による手段によれば、より一層
急速に定格光出力に到達するようにした頭書に記載した種類の低圧水銀蒸気放電
ランプを提供する。電流供給導体３０Ａのセグメント３１Ａ上に直接アマルガム
を設けることにより、放電ランプをより一層経済的に製造することができる。

【００２５】当業者にとっては、本発明の範囲内で種々の変更が可能であること明らかであ
る。本発明の範囲は実施例に限定されるものではない。本発明は複数の新規な特徴
事項の各々でも、これらの任意の組合せでも達成されるものである。“具える”
又は“有する”の言葉は特許請求の範囲で述べた素子又は工程以外の素子又は工
程を排除するものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による低圧水銀蒸気放電ランプの実施例を示す断面図である。

【図２】図１に示す放電ランプの詳細を示す斜視図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ１， 5621 ＢＡＥｉｎｄｈｏｖｅｎ，ＴｈｅＮｅｔｈｅｒｌａｎｄｓＦターム(参考） 5C015 UU03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】端部を有する放電容器であって、水銀の充填剤と不活性ガスとを
収容している放電空間を気密に囲んでいる当該放電容器と、放電空間内で各端部に配置され、この放電空間内で放電を発生させるとともに
この放電を維持する電極と、端部を貫通して放電容器から突出する、電極の電流供給導体であって、これら
電流供給導体の少なくとも１本がアマルガムを有している当該電流供給導体とを具える低圧水銀蒸気放電ランプにおいて、アマルガムは電流供給導体のセグメントの領域を被覆しており、前記セグメントは前記端部を前記電極に連結しており、前記領域は前記端部から距離ｄ_a（ｄ_a＞０）に位置していることを特徴とする
低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項２】請求項１に記載の低圧水銀蒸気放電ランプにおいて、距離ｄ_aが
式０．０５×ｄ_ep-e≦ｄ_a≦０．９×ｄ_ep-e を満足し、ここでｄ_ep-eを前記端部と前記電極との間の距離とし、距離ｄ_aを前
記端部から測ったことを特徴とする低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項３】請求項２に記載の低圧水銀蒸気放電ランプにおいて、距離ｄ_aが
式０．１×ｄ_ep-e≦ｄ_a≦０．５×ｄ_ep-e を満足していることを特徴とする低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項４】請求項１又は２に記載の低圧水銀蒸気放電ランプにおいて、アマ
ルガムが電流供給導体の前記セグメント上に直接設けられていることを特徴とす
る低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項５】請求項４に記載の低圧水銀蒸気放電ランプにおいて、アマルガム
がはんだ付又は溶接により電流供給導体の前記セグメント上に設けられているこ
とを特徴とする低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項６】請求項１又は２に記載の低圧水銀蒸気放電ランプにおいて、電流
供給導体のセグメントの各々が、少なくとも放電容器の端部においてアマルガム
被覆領域を有していることを特徴とする低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項７】請求項１又は２に記載の低圧水銀蒸気放電ランプにおいて、アマ
ルガムは、インジウム、錫、鉛及びビスマスと、これら材料の組合せとより成る
群から選択した材料を有していることを特徴とする低圧水銀蒸気放電ランプ。