JP3175274B2 - 低圧水銀蒸気放電灯 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発光管内にアマルガム
を封入した低圧水銀蒸気放電灯において、そのアマルガ
ムの支持構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】低圧水銀蒸気放電灯の代表として知られ
ているけい光ランプは、一般に高い入力を与えたり、バ
ルブ径を細くしたり、外囲器で囲むなどの構成を採用す
ると、管壁負荷が高くなったり、放熱が不十分となり、
バルブの温度が上昇する。このため、従来のように純水
銀を水銀蒸気供給源として使用した場合には、バルブ内
の水銀蒸気圧が最適値を上回り、光束が低下するなどの
不具合が発生する。

【０００３】したがって、けい光ランプを上記のような
温度的に厳しい条件下で点灯させる場合は、純水銀に代
わってアマルガムを使用すると水銀蒸気圧が適正な範囲
に制御されることが知られている。

【０００４】ところが、アマルガムにより水銀蒸気圧を
制御する方法は、アマルガムの蒸気圧が純水銀の蒸気圧
より低いという特性を利用するものであるから、始動時
のように、けい光ランプの周囲温度が低くしかもアマル
ガム自身の温度も低い状況のもとでは、アマルガムの温
度がその動作に最も適した温度に迅速に達せず、水銀を
放出する速度が緩慢となってしまう。この結果、光束の
立上がり特性に劣り、安定状態に達するまで時間がかか
り、始動性が劣る不具合が生じる。

【０００５】このようなことから、従来、特願昭５９−
７３９７３号に記載されている通り、定常点灯時に水銀
蒸気圧を制御する主アマルガムの他に、消灯時に管内の
浮遊水銀を吸着しかつ始動時を含む点灯初期に上記吸着
した水銀を放出する始動用のアマルガムを使用すること
が提案されている。

【０００６】上記の提案においては、内面にけい光体被
膜を形成した発光管バルブの端部にそれぞれフレアステ
ムを取付けるとともに、これらフレアステムに電極を装
着し、かつこのフレアステムには細管を突設し、この細
管内に主アマルガムを収容するとともに、一方のリ−ド
線に始動用アマルガムを取付けてある。

【０００７】上記始動用アマルガムは、ステンレスやニ
ッケルなどの通常の金属、あるいはモリブデン、タンタ
ルもしくはニオブなどからなる高融点金属からなるアマ
ルガム支持片をリ−ド線に溶接し、この支持片の一側面
または両面にインジウムＩｎからなるアマルガム形成金
属をメッキや蒸着などの手段で付着した構造が採用され
ている。

【０００８】このような構成においては、ランプを消灯
した時、放電空間内の水銀が始動用アマルガムに集まっ
てこの始動用アマルガムに捕獲され、次ぎに始動する
時、電極からの熱を受けて上記始動用アマルガムに捕獲
された水銀が瞬時に蒸発され、放電空間に速やかに拡散
され、点灯直後のアマルガム不足を補い、したがって水
銀の蒸発を促して蒸気圧を高めるので、光束の立上がり
が早くなる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の構造の場合、始動用アマルガムの支持片が電
源に接続されているリード線に取付けられており、この
ため点灯中にアマルガム支持片がフィラメントに代わっ
て電子衝撃を受け、インジウムなどのアマルガム形成金
属がアマルガム支持片から飛散してバルブ壁に付着し、
管壁に黒化や光束の立上りを劣化させることがある。

【００１０】これを防止するには始動用アマルガムの支
持片をリード線とは電気的に絶縁した状態でステムに支
持させることが望ましいが、ステムに格別な始動用アマ
ルガム支持片を取付けるようにすると、電極マウントの
小さなスペースに収めてしまうことができず、マウント
が大形化する欠点がある。

【００１１】そして、マウントの大形化の観点からみる
と、マウントの大形化により電極高さが高くなると、発
光管全長に対する有効発光長さが短くなり、特にバルブ
径を細くして屈曲した放電路を形成したコンパクト形け
い光ランプなどには不向きである。

【００１２】この点から、フレアステムを用いた場合は
相対的に電極高さが高くなる傾向があり、しかもステム
先端とフィラメントとに間に位置して始動用アマルガム
の支持片をリード線に取付ける構造は一層電極高さを高
くし、かつ部品点数が増すなどの不具合が生じる。

【００１３】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、アマルガムを支持
するための格別な部材を必要とせず、電極高さを低くす
ることができる低圧水銀蒸気放電灯を提供しようとする
ものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、発光管バルブ
の端部に一対のリード線を封装し、バルブ内部のリード
線中間位置をガラスビードにより支持するとともにバル
ブ内部のリード線端部に電極を取付けた水銀蒸気放電灯
において、上記ガラスビードにアマルガム形成金属が取
着されていることを特徴とする。

【００１５】

【作用】本発明によると、一対のリード線を支持したガ
ラスビードにアマルガム形成金属を取着したので、ガラ
スビードが電源と絶縁されていることから電子衝撃の発
生が防止され、アマルガムの飛散が軽減される。また格
別なアマルガム支持片が不要になり、しかもガラスビー
ドにより電極を支持する構造のマウントはフレアステム
を用いる必要がないから、マウントを小形にして電極高
さを低くすることができる。

【００１６】

【実施例】以下本発明について、図示の一実施例にもと
づき説明する。

【００１７】図２は屈曲形けい光ランプの全体の斜視図
であり、図中１は発光管バルブである。このバルブ１
は、ガラスチューブをＵ字形に屈曲して構成されてお
り、内面には図１に示すように、けい光体被膜２が形成
されている。このバルブ１の両端にはそれぞれで電極マ
ウント３が封装されている。マウント３については後で
説明する。このようなバルブ１は口金２０に取付けられ
ている。口金２０は、それぞれ合成樹脂からなる口金ベ
−ス２１と口金キャップ２２を接合して構成され、口金
ベ−ス２１には口金ピン２３…が突設されている。

【００１８】口金キャップ２２には、挿入孔２４、２４
が形成されており、上記バルブ１の両端部はこれら挿入
孔２４、２４に挿入され、口金キャップ２２の内側に充
填したシリコンなどの接着剤（図示しない）により口金
キャップ２２に接合されている。上記電極マウント３に
ついては、図１および図３に示されており、これについ
て説明する。

【００１９】電極マウント３は、一対のリ―ド線４，４
と、これらリ―ド線４，４のバルブ内部における先端間
に架設されたコイルフィラメント５と、上記リ―ド線
４，４のバルブ内部における途中箇所を支持したガラス
ビード６を備えている。そして、ガラスビード６には、
このガラスビード６を貫通する上記リ―ド線４，４とは
電気的に絶縁されて始動用アマルガム７が取着されてい
る。始動用アマルガム７は、例えばインジウムＩｎなど
のような水銀吸着作用のあるアマルガム形成金属からな
り、ガラスビード６に取着されている。取着の形態とし
てはガラスビード６の外面にアマルガム形成金属を塗
布、蒸着などにより被着してもよいが、ガラスビード６
を介して取着されていればこれに限らない。なお、フィ
ラメント５には図示しないエミッタが塗布されている。

【００２０】このようなマウント３は、上記一対のリ―
ド線４，４がバルブ１の端部の封止部７に直接封着して
バルブ１に支持されている。すなわち、本実施例に示す
発光管は、格別なフレアステムやボタンステムなどを用
いず、バルブ端部を直接縮径加工することにより封止し
てあり、この封止部８に上記一対のリ―ド線４，４を気
密に貫通して封着しているものである。

【００２１】また、バルブ１における少なくとも一方の
端部には細管９が接続されており、この細管９はバルブ
の最冷部となるように外に向かって突出されている。こ
の細管９は内部の開口端を介してバルブ１内の放電空間
に連通している。

【００２２】上記細管９には主アマルガム１０が収容さ
れている。この主アマルガム１０は、インジウム、ビス
マス、スズ、鉛およびこれらの金属を適当に混合させた
合金に水銀を加えて構成されている。

【００２３】細管９には主アマルガム１０の移動および
抜け出しを防止するための絞り部１１が形成されてい
る。主アマルガム１０は水銀の蒸気圧を制御するもので
あるから所定の温度に保たれなければならず、細管９内
で移動すると温度変化してしまい、蒸気圧が変動する不
具合がある。このため主アマルガム１０は細管９の所定
位置に固定することが必要である。本実施例において
は、主アマルガム１０を略球状の塊にして細管９に収容
し、この細管９の外部端部を封止した後、途中部位を外
部からヒ−タ等を用いて加熱をすることにより絞り部１
１を形成してある。なお、図１に示す発光管は、図３に
示すような方法により製造することができる。

【００２４】つまり、図３の（Ａ）はマウント３の構造
を示し、上記した通り、一対のリ―ド線４，４の途中箇
所をガラスビード６により支持し、これらリ―ド線４，
４の先端間にコイルフィラメント５を架設して構成され
ている。そして、ガラスビード６にはインジウム微粉末
を酢酸ブチルに混合して作った補助アマルガム形成金属
７のペーストを塗布してある。

【００２５】このようなマウント３とは別に、バルブ１
および排気管を兼ねる細管９を用意する。バルブ１は図
３の（Ｂ）に示す通り、端部が開口されておりバルブ壁
の内面にけい光体被膜２を形成してある。

【００２６】このバルブ１の開口端部に上記マウント３
および細管９を挿入し、これらの位置を保持してバルブ
１の端部をガスバーナ３０により加熱する。すると、バ
ルブ１の端部は加熱軟化し、この軟化により縮径する。
縮径現象はガラスチューブのもつ特有の性質であり、こ
のような縮径により肉溜りが生じ、この肉溜りが細管９
の外面に溶着する。したがって、バルブ１の端部は図３
の（Ｃ）に示すように閉封され、この封止部８にリード
線４、４が封着されるとともに細管９が接合される。

【００２７】この後、細管９を介してバルブ１内を排気
し、アルゴンなどの希ガスを封入し、この細管９に主ア
マルガム１０を挿入して、この細管９の外部端部を封止
する。そして、細管９の途中部位を外部からヒ−タで加
熱をすることにより絞り部１１を形成し、これにより図
１に示す発光管が完成する。このように構成した屈曲形
けい光ランプの作用について説明する。

【００２８】ランプが消灯されている時には、周囲温度
が低いので管内の水銀は、ガラスビード６の外面に取着
した始動用アマルガム７およびバルブ１の一端に突設し
た細管９に収容した主アマルガム１０に吸着されてい
る。したがって管内の水銀蒸気圧は低くなっている。

【００２９】ランプを消灯した直後は、浮遊水銀蒸気が
温度の低い細管９内の主アマルガム１０に吸着されよう
とするが、主アマルガム１０に向かって移動する過程
で、放電空間と主アマルガム１０との間の水銀蒸気の流
れ途中に位置されている始動用アマルガム７に多く吸着
される。

【００３０】そして、ランプを点灯させると、バルブ１
の両端部に設置したフィラメント５，５間でア―ク放電
が発生する。この時各フィラメント５，５に比較的近い
位置のガラスビード６に取着した始動用アマルガム７が
フィラメント５からの輻射熱を受けて加熱され、よって
上記消灯時に吸着していた水銀を放出する。これにより
放電路に水銀蒸気が迅速に拡散され、放電路内の水銀蒸
気圧が素早く上昇する。

【００３１】この場合、始動用アマルガム７は点灯初期
において吸着している水銀を短時間のうちに多量に放出
し、したがって放電路の水銀蒸気圧の上昇を促すので、
光束立上がり時間が短縮される。

【００３２】このようにしてランプが安定点灯状態に達
し、上記始動用アマルガム７から放電空間内に放出され
た水銀が過剰な場合は、温度の低い細管９に収容されて
いる主アマルガム１０が余剰水銀を吸着してバルブ１内
の水銀蒸気圧を最適な状態に制御する。

【００３３】このような作用をなす上記実施例のけい光
ランプにおいて、始動用アマルガム７をガラスビード６
に取着したので、始動用アマルガム７はリード線４と絶
縁され、よって電子衝撃を受けてアマルガム形成金属、
つまりインジウムが飛散する割合が少なくなる。よっ
て、始動用アマルガム７がバルブ壁に付着することが防
止される。このようなことから、点灯時間が経過して
も、また点滅回数が多くなっても、始動時の光束立上り
性能を良好に維持することができる。

【００３４】しかも、上記の構造のマウント３は、もと
もとガラスビード６を備えたタイプであり、このような
ガラスビード６に始動用アマルガム７を塗布したので、
格別なアマルガム支持部材は不要である。このため、部
品点数が少なくなり、またマウントに格別なアマルガム
支持部材を設ける必要がないから、マウント３が小形に
なり、電極高さを低くすることもできる。

【００３５】電極高さの観点から、格別なアマルガム支
持部材を用いないことに加えて、バルブの封止構造はバ
ルブ端部を縮径して直接封止した構造であり、格別なフ
レアステムを用いないようになっているので、電極高さ
を低くするのに有効である。したがって、バルブ全長に
対する有効発光長さを大きくすることができる。なお、
本発明は上記実施例に制約されるものではない。

【００３６】すなわち、上記実施例の場合、Ｕ字形けい
光ランプについて説明したが、本発明はバルブの形状に
制約されるものではなく、直管形、環形、Ｗ字形、また
は２本のＵ字形バルブ、あるいは４本以上のＵ字形バル
ブを連結したもの、さらに鞍形けい光ランプなどであっ
ても実施可能である。また、本発明はバルブの内面にけ
い光体被膜を設けないランプや、外面に紫外線遮断膜を
設けないランプであっても実施可能である。

【００３７】さらに、本発明は主アマルガムを用いなく
て、ガラスビード６にアマルガム形成金属を取着し、こ
のアマルガムが主アマルガムおよび始動用アマルガムの
機能を兼用するタイプのランプであってもよい。そして
また、マウントはボタンステムやビードステムを用いる
ものであってもよいが、フレアステムを用いるものは好
ましくない。

【００３８】

【発明の効果】以上説明した通り本発明によると、アマ
ルガム形成金属をガラスビードに取着したので、アマル
ガム形成金属が電気絶縁され、電子衝撃による飛散が軽
減されてバルブの壁に付着するのが防止され、長期に亘
り始動時の光束立上り時間を短縮することができる。し
かも、ガラスビードは本来的にマウント部材として用い
ているものをそのままアマルガム形成金属の支持部材と
して活用するので、格別な部品が必要でなくなり、組立
て手間が増加することはなく、またマウントの構造を小
形化することができるので、電極高さを低くバルブ全長
に対する有効発光長さを大きくすることができるなどの
利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すけい光ランプの端部の
断面図。

【図２】同実施例のけい光ランプ全体を示す斜視図。

【図３】同実施例のけい光ランプの製造方法を説明する
もので、（Ａ）図から（Ｃ）図は工程順に示す図。

【符号の説明】

１…発光管バルブ、２…けい光体被膜、３…マウント、
４…リ−ド線、５…フィラメント、６…ガラスビード、
７…補助アマルガム形成金属、９…細管、１０…主アマ
ルガム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 61/28

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光管バルブの端部に一対のリード線を
   封装し、バルブ内部のリード線中間位置をガラスビード
   により支持するとともにバルブ内部のリード線端部に電
   極を取付けた水銀蒸気放電灯において、 上記ガラスビードにアマルガム形成金属が取着られてい
   ることを特徴とする低圧水銀蒸気放電灯。
2. 【請求項２】 上記発光管バルブの端部にバルブ内に導
   通する細管を突設し、この細管内に主アマルガムを収容
   するとともに、上記ガラスビードに取着されたアマルガ
   ム形成金属は補助アマルガムを構成することを特徴とす
   る請求項１に記載の低圧水銀蒸気放電灯。