JP3444297B2 - 蛍光ランプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蛍光ランプに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年の地球環境問題に対する関心の高ま
りとともに、廃棄された蛍光ランプからの水銀流出によ
る環境汚染や、製造現場の汚染等が問題となっており、
蛍光ランプに封入される水銀量を低減することが課題と
なっている。

【０００３】蛍光ランプ内に水銀を封入する方法には従
来から、第１の方法として、液体水銀を排気管から蛍光
ランプ内にドロッパーで滴下する方法、第２の方法とし
て、あらかじめ液体水銀を封入した水銀封入カプセル
（ガラスカプセルまたは金属カプセル）を、蛍光ランプ
内の一方の電極近傍に取り付け、排気管を閉塞、すなわ
ちチップオフした後に水銀封入カプセルを開封して蛍光
ランプ内に水銀を放出させる方法が知られている。

【０００４】しかしながら、第１の方法では、液体水銀
がドロッパーの通路や排気管等に溜まったりして、蛍光
ランプ間において水銀封入量にばらつきが生じたり、寿
命時間を確保するために平均水銀封入量を多くしなけれ
ばならないという問題があった。

【０００５】また、第２の方法では、あらかじめ水銀封
入カプセルを直管状の蛍光ランプ内の一方の電極近傍に
取り付けておくために、蛍光ランプに曲管部を成形、例
えば環形蛍光ランプとして蛍光ランプを環形形状に成形
する際、蛍光ランプが高温度雰囲気となるので、その高
熱によって水銀封入カプセルが開封し、水銀が放出して
しまい、この水銀がその後の排気工程で排気されてしま
うという問題があった。

【０００６】近年、このような問題を解決するために、
第３の方法として、亜鉛と水銀との合金粒を蛍光ランプ
内の蛍光体を塗布していない部分に溶融固着することが
提案されている（特開平６−３３８２８６号公報）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記した第３の方法で
は、亜鉛と水銀との合金粒を蛍光ランプ内に投入し排気
管をチップオフした後、ガラス管内壁の蛍光体を塗布し
ていない部分に合金粒を移動させ、加熱溶融して合金粒
をガラス管内壁に固着している。しかしながら、この固
着の際、固着面が形成される温度は水銀の沸騰温度以下
で、かつ、主として水銀の液相がガラス管内面と合金粒
の間を埋める温度以上にしなければならず、その加熱温
度の管理範囲が狭く温度制御が困難であることに加え
て、この第３の方法では合金粒をガラス管内壁に確実に
固着できない場合があることが分かった。

【０００８】その原因を調べるために、合金粒とガラス
管とが固着している部分について走査型電子顕微鏡を用
いて特性Ｘ線解析を行ったところ、合金粒はガラス管内
壁に単に水銀の液相の表面張力によって付着しているに
過ぎないことが分かった。また、合金粒がガラス管内壁
に固着されなかったり、振動などで合金粒がガラス管内
壁から離脱してしまった蛍光ランプでは、合金粒がガラ
ス管内を自由に移動できるので、その移動によって蛍光
体膜に損傷を与えたり、蛍光体膜部分に移動している場
合には異物と誤認され、また振ると異音を生じたりする
ので使用者等が不良と間違うといった問題点もあった。

【０００９】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、合金粒をガラス管内壁に強固に固着
することのできる蛍光ランプを提供することを目的とす
るものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の蛍光ランプは、
内面に蛍光体層を有するガラス管の両端部が電極を有す
るステムによって封止されており、前記ガラス管内の端
部には、水銀を含有する合金が設けられ、前記合金と前
記ガラス管との接触部分が加熱によって、前記合金には
前記ガラス管の拡散層が、前記ガラス管には前記合金の
拡散層がそれぞれ設けられて、前記ガラス管内壁に前記
合金が前記拡散層によって相互に固着された構成を有し
ている。

【００１１】

【作用】本発明によれば、合金とガラス管との接触部分
において、合金側にはガラスの拡散層が、ガラス管側に
は合金の拡散層がそれぞれ設けられているので、合金と
ガラス管との固着が極めて強固である。

【００１２】

【実施例】図２は本発明の一実施例である蛍光ランプを
示す。

【００１３】図２に示す環形蛍光ランプ５は、内面に蛍
光体層２を有するガラス管１と、このガラス管１の両端
を封止した電極４を有するガラスステム３とを備えてい
る。封止されたガラス管１内には、希ガスが封入され、
かつ水銀を含有する合金粒６が設けられている。水銀を
含有する合金粒６は、亜鉛−水銀合金粒であり、ガラス
管１の内壁端部７に固着されている。合金粒６とガラス
管１との接触部分においては、図１に示すように、合金
粒６にガラス管１のＳｉ拡散層８が形成され、ガラス管
１に合金粒６の亜鉛−水銀拡散層９が形成されており、
これら拡散層８，９によってガラス管１と合金粒６とが
互いに強固に固着されている。この構成によれば、単に
水銀の液相の表面張力によって付着した従来の蛍光ラン
プとは異なり、ガラス管１と合金粒６とを互いに強固に
固着できるので合金粒６がガラス管１から離脱すること
がない。

【００１４】次に、本発明の一実施例である定格電力３
０Ｗの環形蛍光ランプの製造方法について説明する。

【００１５】内面に蛍光体層２を有する直管状ガラス管
の両端を、電極４を有するガラスステム３で封止し、一
方のガラスステム３の排気管５を閉塞した後、直管状ガ
ラス管を環形状に曲げ加工を施す。そして、他方のガラ
スステム３の排気管５から排気処理を行った後、他方の
ガラスステム３の排気管５から合金粒６および所定の圧
力のアルゴンガスを封入し、この排気管５の閉塞を行
う。合金粒６は、直径約１．５ｍｍの略球状粒であり、
亜鉛と水銀の重量比率が５０：５０の亜鉛−水銀合金粒
である。

【００１６】この排気工程の終了後、直ちに環形状のガ
ラス管の端部７に合金粒６を位置させる。排気工程終了
後には、ランプは垂直になっているので、ランプを周方
向に回転させることにより、合金粒６を容易に端部７に
移動させることができる。なお、排気工程の終了直後に
はガラス管の温度は約３００℃に保たれている。この状
態で、図３に示すように、ガラス管の端部７に、端子１
０から高周波放電（約２６０ｋＨｚ、４０００Ｖ、５ｍ
Ａ、ガラス管１の端部７と端子１０との距離は約２ｍ
ｍ）を印加させる。この高周波放電の印加によって、合
金粒６とガラス管１との接触部分において、合金粒６に
ガラス管１のＳｉ拡散層８が形成され、ガラス管１に合
金粒６の亜鉛−水銀拡散層９が形成されることとなり、
これら拡散層８，９によってガラス管１と合金粒６とが
互いに強固に固着される。

【００１７】このようにして製造した本実施例の環形蛍
光ランプについて、次のような落下試験を行い、合金粒
６の固着状態を調べた。ランプ個装２０本を１ケースに
した集合品１０ケースについて、高さ５５ｃｍから落下
させた結果、すべてのランプが固着状態を維持してお
り、合金粒６の離脱は発生しなかったことが確認でき
た。比較のため、従来のような加熱溶融によって合金粒
をガラス管に固着させた蛍光ランプについて固着状態を
調べたところ、２５ｃｍの高さから落下させた場合でも
固着を維持できないものが発生し、５５ｃｍからの落下
ではすべてのランプの合金粒がガラス管内壁から離脱し
てしまうことが確認された。

【００１８】また、本実施例の蛍光ランプの亜鉛−水銀
合金粒６とガラス管１の端部７との接触部分を走査型電
子顕微鏡により特性Ｘ線解析を行った結果、図１に示す
ような、ガラス管１および亜鉛−水銀合金粒６の双方に
厚さ数ミクロンの拡散による合金の拡散層８，９の形成
が認められた。

【００１９】以上のように、本発明の蛍光ランプは、ガ
ラス管１と合金粒６との接触部分に拡散層８，９が形成
されているので、合金粒６とガラス管１とを強固に固着
することができ、ガラス管１の内壁から合金粒６が離脱
することを防止することができる。

【００２０】また、本発明の蛍光ランプの製造方法によ
れば、ガラス管１と合金粒６との接触部分に拡散層８，
９を容易に形成することができるとともに、この拡散層
８，９によってガラス管１内壁に合金粒６を強固に固着
することができる。したがって、ガラス管１の内壁から
合金粒６が離脱するのを防止することができる。

【００２１】なお、本実施例では高周波放電を印加する
時のガラス管１の端部７の温度は約３００℃であった
が、この温度が３００℃よりも高い場合には高周波放電
を印加する時間を短く、この温度が３００℃よりも低い
場合には高周波放電を印加する時間を長くするなど、適
宜調整すればよい。しかし、端部７の温度が水銀の沸点
である約４００℃よりも高い場合には、亜鉛−水銀合金
粒６から水銀蒸気が吹き出して固着できない場合があ
り、逆に２００℃よりも低いと高周波放電を印加する時
間が長くなりすぎるために実用的ではない。したがっ
て、高周波放電を印加する際のガラス管、特にその端部
７の温度としては、２００〜４００℃が好ましい。

【００２２】本実施例では環形蛍光ランプについて説明
したが、原理的には直管形蛍光ランプやその他の形状の
蛍光ランプについても同様の効果を得ることができる。

【００２３】水銀を含有する合金粒６、即ち亜鉛−水銀
合金粒は、ランプの種類に応じて水銀含有量、外径、封
入個数等を適宜選択することができる。

【００２４】また、本発明の蛍光ランプの水銀封入量の
ばらつきを評価したところ、σ＝０．２４であった。従
来の液体水銀方式の場合がσ＝１．０４であるから、そ
の効果は格別のものがあることが確認できた。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の蛍光ラン
プは、ガラス管と合金粒との接触部分に拡散層を設けて
相互に固着しているので、ガラス管と合金粒とを強固に
固着することができ、ガラス管から合金粒が離脱するの
を防止することができるので、合金粒の離脱によってガ
ラス管内でその合金粒が移動しランプの外観を損ったり
異音を発生したりすることがなく、さらに、封入水銀量
ならびにそのばらつきを小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である環形蛍光ランプの合金
とガラス管との固着部分の断面拡大図

【図２】同じく一部切欠正面図

【図３】同じくガラス管端部に高周波放電を印加する状
態を説明するための図

【符号の説明】

１ ガラス管 ２ 蛍光体層 ３ ガラスステム ４ 電極 ５ 環形蛍光ランプ ６ 合金粒 ７ ガラス管端部 ８ Ｓｉ拡散層 ９ 亜鉛−水銀拡散層 １０ 端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥野 郁弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 魚屋 洋 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 川端 一郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−338286（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−192689（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 61/35 H01J 61/32

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内面に蛍光体層を有するガラス管の両端
   部が電極を有するステムによって封止されており、前記
   ガラス管内の端部には、水銀を含有する合金が設けら
   れ、前記合金と前記ガラス管との接触部分が加熱によっ
   て、前記合金には前記ガラス管の拡散層が、前記ガラス
   管には前記合金の拡散層がそれぞれ設けられて、前記ガ
   ラス管内壁に前記合金が前記拡散層によって相互に固着
   されていることを特徴とする蛍光ランプ。
2. 【請求項２】 内面に蛍光体層を有するガラス管の両端
   部が電極を有するステムによって封止されており、前記
   ガラス管内の端部には、亜鉛−水銀合金が設けられ、前
   記亜鉛−水銀合金と前記ガラス管との接触部分が加熱に
   よって、前記亜鉛−水銀合金には前記ガラス管のＳｉ拡
   散層が、前記ガラス管には前記合金の亜鉛−水銀拡散層
   がそれぞれ設けられて、前記ガラス管内壁に前記亜鉛−
   水銀合金が前記それぞれの拡散層によって相互に固着さ
   れていることを特徴とする蛍光ランプ。
3. 【請求項３】 蛍光ランプが環形蛍光ランプであること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の蛍光ランプ。