JP2821051B2 - 低圧水銀灯 - Google Patents

低圧水銀灯

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安夫 大西
幸治 田川
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば液晶パネルのバ
ックライト用小型蛍光灯および殺菌灯などに用いられる
小型の低圧水銀灯に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、小型蛍光灯や殺菌灯などの低圧水
銀灯に水銀を充填する手段として、マーキュリードーザ
ーにより液状遊離水銀を自動秤量し、これを排気管から
バルブ内に充填することが行われていた。しかし、この
ような手段では、封入すべき水銀量が少量、例えば10
-1〜100 mgオーダーと少ない小型蛍光灯に適用する
場合において水銀の正確な秤量が困難である。そして、
水銀の封入量が少ない場合には短寿命になるので、通常
は必要量以上の水銀が封入されているが、この過剰の水
銀によって管内面に汚染を生じ、性能のバラツキが激し
くて安定性に劣るものとなっていた。
【0003】このような事情から、最近において、チタ
ン・ジルコニウム・水銀(Tia Zrb Hgc )が水銀
放出合金として一面に被着され、ジルコニウム・アルミ
ニウム(Zr3 Al2 )がゲッター合金として他面に被
着されているニッケル鍍金鉄板よりなる板状の水銀含有
ゲッターが開発され、斯かる水銀含有ゲッターをバルブ
内に装着し、バルブを排気封止した後に水銀含有ゲッタ
ーを加熱することにより、バルブ内に水銀を放出させる
水銀封入手段が行われている。
【0004】図3は、上記の水銀含有ゲッターにより水
銀を封入して製造された低圧水銀灯の一端側を示す説明
図である。同図において、1はバルブであり、2は封止
部5を貫通して内方に伸びるリード棒である。3はフィ
ラメント31および金属パイプ32からなる電極であ
り、電極3は、リード棒2の先端において図示しない他
端側の電極と対向するよう配置されている。6は、電極
3と封止部5の間におけるリード棒2に装着された板状
の水銀含有ゲッターである。水銀含有ゲッター6の一面
6Aには前記水銀放出合金の分解生成物(水銀放出後に
おいて残留するチタンおよびジルコニウム)が被着さ
れ、他面6Bには前記ゲッター合金が被着されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、水銀含
有ゲッターによる水銀封入手段においては、以下のよう
な問題点を有している。 水銀含有ゲッターを装着するためには、これをバル
ブ径に応じた大きさに裁断し、スポット熔接によりリー
ド棒などに取付ける加工が必要となる。然るに、熔接に
よる取付け加工は煩雑でありコストの面からも好ましく
ない。特に、封入すべき水銀量が多い低圧水銀灯を製造
する場合においては、水銀含有ゲッターの取付け枚数が
増え、生産効率およびスペース効率が著しく低下する。 熔接による取付け加工によって、熔接時の発熱によ
り水銀が蒸発し安全作業面から好ましくない。また、熔
接部分の酸化により低圧水銀灯の動作時に不純ガスを放
出するなど低圧水銀灯の性能に悪影響を及ぼしやすい。 水銀含有ゲッターは、ニッケル鍍金鉄板の一面に水
銀放出合金が被着されている構成であるので、十分な量
の水銀放出合金をバルブ内に導入することができず、ま
た、加熱手段として高周波加熱を用いた場合は、水銀の
分解が十分に達成されず、結局、分解量にバラツキを生
じて、所定量の水銀をバルブ内に封入することが困難で
ある。
【0006】本発明は以上のような事情に基いてなされ
たものであって、その目的は、製造時において熔接を行
うことなく水銀放出合金をバルブ内に簡単に導入するこ
とができて生産効率およびスペース効率に優れ、所定量
の水銀がバルブ内に確実に封入されている低圧水銀灯を
提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の低圧水銀灯は、
バルブ両端の封止部を貫通して内方に伸びる一対のリー
ド棒の各先端に電極が対向配置され、当該電極と前記封
止部の間におけるリード棒の少なくとも一方に水銀放出
構体が配設されてなる低圧水銀灯において、前記水銀放
出構体は、チタンを含む金属粉末のプレス成形品を水銀
と合金反応させて得られる粉末焼結体が加熱されて水銀
を放出してなる筒状成形品であり、前記リード棒に挿通
されるとともに前記封止部と前記電極とにより挟持され
ていることを特徴とする。
【0008】
【作用】 筒状成形品よりなる水銀放出構体は、リード棒に挿
通されるとともに封止部と電極とによって挟持されてい
るので、製造時において熔接を行うことなく水銀放出合
金(チタン−水銀合金)をバルブ内に導入することがで
き、生産効率に優れたものである。 熔接を行うことなく水銀放出合金をバルブ内に導入
することができるので、低圧水銀灯の性能に悪影響を及
ぼすことはない。 水銀放出構体は筒状体であって、板状の水銀含有ゲ
ッターよりも大きな体積を確保することができる。従っ
て、十分な量の水銀放出合金をバルブ内に導入すること
ができ、しかも、高周波加熱を行った場合の自己加熱性
が大きくて水銀を放出しやすい。従って、必要水銀量が
多い場合でもスペース効率を損なうことなく容易に対応
することができる。 チタン−水銀合金は分解性に優れ、加熱により確実
に水銀を放出するので、小型の低圧水銀灯であっても所
定量の水銀がバラツキなく封入されたものとなる。 粉末焼結体はプレス成型が容易であり、この点から
も生産効率に優れ、また、粉末焼結体の長さや肉厚をコ
ントロールすることにより、所望の封入量を確実に得る
ことができる。
【0009】
【実施例】以下、図面を用いて、本発明の実施例につい
て具体的に説明する。図1は、液晶パネルのバックライ
ト用小型蛍光灯として用いる本発明の低圧水銀灯の一端
側を示す説明用断面図である。同図において、1はガラ
ス製のバルブであり、バルブ1の両端にはガラスビーズ
よりなる封止部5が形成されている。2は封止部5を貫
通して内方に伸びるジュメット線よりなるリード棒であ
る。3はフィラメント31および金属パイプ32からな
る電極であり、電極3は、リード棒2の先端において図
示しない他端側の電極と対向するよう配置されている。
4は筒状成形品よりなる水銀放出構体である。この水銀
放出構体4は、リード棒2に挿通されるとともに封止部
5と電極3とにより挟持されることによりバルブ1内に
装着されている。なお、図示しない低圧水銀灯の他端側
は一端側と同様の構成であってもよく、また水銀放出構
体4を設けないこと以外は一端側と同様の構成であって
もよい。すなわち、図示しない低圧水銀灯の他端側にお
いて、この水銀放出構体4を設けることは任意である。
ここに、低圧水銀灯の仕様の一例を示せば、出力2W、
全長210mm、有効発光長190mm、管外径4.1
mmであり、バルブ内には2〜4mgの水銀が封入され
ている。
【0010】図2は、水銀放出構体4を示す説明図であ
る。水銀放出構体4は、水銀放出合金(チタン−水銀合
金)を含む金属粉末による筒状の粉末焼結体が加熱され
て水銀を放出してなる筒状成形品である。この粉末焼結
体は、チタン−水銀合金(Ti3 Hg)のみにより構成
されていてもよいが、ニオブ、タンタル、タングステ
ン、モリブデン、鉄、イットリウム、ジルコニウム、バ
ナジウムなど、水銀と合金を形成しない他の金属の粉末
が適量混合されていてもよい。このように、水銀と合金
を形成しない金属の粉末を混合含有させることによって
も水銀の封入量をコントロールすることができる。ここ
に、水銀放出構体4の寸法としては、例えば、長さLが
1.0mm、外径Dが2.0mm、内径dが0.6mm
である。
【0011】上記に示した水銀放出構体4の製造方法の
一例を示せば、 平均粒径250メッシュ程度のチタン粉末および必
要に応じて添加される水銀と合金を形成しない金属の粉
末を混合し、この金属(混合)粉末を、例えばプレス圧
3000kg/cm2 でプレス成形することにより筒状
の成形体を得る。 前記成形体を800℃の水銀蒸気中に放置すること
により、成形体中のチタン粉末と水銀蒸気とを反応さ
せ、水銀放出合金(チタン−水銀合金)が形成された粉
末焼結体(水銀放出構体前駆体)を得る。 封止部を構成するガラスビーズが取付けられたリー
ド棒に、前記粉末焼結体を挿通し、次いでリード棒の先
端に電極を装着し、電極とガラスビーズとによって粉末
焼結体を挟持させる。これにより、熔接を行うことな
く、電極と封止部の間におけるリード棒に粉末焼結体を
確実に装着することができる。 バルブの一端側を封止してバルブ内を排気し、アル
ゴンガスを封入してバルブの他端側を封止する。 高周波加熱手段を用いて粉末焼結体を加熱する。こ
れにより、粉末焼結体を構成するチタン−水銀合金が分
解し、所定量の水銀がバルブ内に放出される。ここに、
加熱温度は800〜900℃とされ、900℃において
は90%程度の水銀が放出される。 なお、加熱手段は高周波加熱手段に限らず、他の手段、
例えば光加熱などを用いてもよい。
【0012】
【発明の効果】本発明の低圧水銀灯は、その製造時にお
いて熔接を行うことなく水銀放出構体をバルブ内に簡単
に装着することができ、生産効率およびスペース効率に
優れたものである。しかも、熔接を行うことなく水銀放
出合金をバルブ内に導入することができるので、低圧水
銀灯の性能に悪影響を及ぼすことはない。また、必要水
銀量が多い場合でもスペース効率を損なうことなく容易
に対応することができる。そして、所定量の水銀がバル
ブ内に確実に封入されているものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の低圧水銀灯の一端側を示す説明用断面
図である。
【図2】本発明の低圧水銀灯を構成する水銀放出構体を
示す説明図である。
【図3】従来の低圧水銀灯の一端側を示す説明用断面図
である。
【符号の説明】
1 バルブ 2 リード棒 3 電極 4 水銀放出構体 5 封止部 6 水銀含有ゲッタ
ー 31 フィラメント 32 金属パイプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−105846(JP,A) 特開 平4−337239(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01J 61/28

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バルブ両端の封止部を貫通して内方に伸
    びる一対のリード棒の各先端に電極が対向配置され、当
    該電極と前記封止部の間におけるリード棒の少なくとも
    一方に水銀放出構体が配設されてなる低圧水銀灯におい
    て、 前記水銀放出構体は、チタンを含む金属粉末のプレス成
    形品を水銀と合金反応させて得られる粉末焼結体が加熱
    されて水銀を放出してなる筒状成形品であり、前記リー
    ド棒に挿通されるとともに前記封止部と前記電極とによ
    り挟持されていることを特徴とする低圧水銀灯。
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