JP3878153B2 - 誘電体バリア放電型低圧放電ランプ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘電体バリア放電型低圧放電ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
管状ガラスランプ容器の外表面に電極を備える、いわゆる誘電体バリア放電型低圧放電ランプとして、例えば実開昭６１−１２６５５９号公報に記載されたものが知られている。
【０００３】
図５は、このような公報記載の技術を参考にし、本願発明者らが試作した誘電体バリア放電型低圧放電ランプの構造を示している。図５において、５は低圧放電ランプ、１０は管状ガラスランプ容器であり、この管状ガラスランプ容器１０の内部には水銀と希ガスの混合ガスによる充填剤６０が放電媒体として封入してある。管状ガラスランプ容器１０の内壁面には、必要に応じて蛍光体層７０を形成しいる。管状ガラスランプ容器１０の両端部外表面には、電流導体層３１，３６で構成される外部電極２１，２６が配設してある。この外部電極２１，２６の電流導体層３１，３６は超音波半田槽に端部をディップすることによって形成したものである。
【０００４】
図５に示す低圧放電ランプ５において、１３及び１６は管状ガラスランプ容器１０の両端部の封着部である。製造工程において、一方のビーズレス封着部１６はガラスランプ容器１０が真空排気される前に熱封着し、他方の従来型封止部１３は管状ガラスランプ容器１０を真空排気し、充填剤６０を導入した後に熱封着する。この従来型封止部１３の封着工程では、ガラスランプ容器１０の内部気圧が大気圧よりも低いため、封着時に高温で柔軟になった状態のガラス材が外気圧に押されてガラスランプ容器１０の放電空間内に吸い込まれた形となる。このため、封着部１３のガラスの肉厚が非常に薄くなり、この部分でガラスが破損し易いという問題点があった。
【０００５】
この問題点を解決するために、本願発明者らは図６に示す構造の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ６を試作した。この誘電体バリア放電型低圧放電ランプ６は、製造工程において、一方のランプ端のビーズレス封着部１６はガラスランプ容器１０が真空排気される前に熱封着し、他方のランプ端の円柱ビーズ封着部１４については、比較的入手し易いガラス細棒をカットして得た円柱ビーズ４４を管状ガラスランプ容器１０の円柱ビーズ封着部１４の位置まで挿入し、この状態でガラスランプ容器１０の内部を真空排気し、充填剤６０を導入した後に、円柱ビーズ４４を覆うように管状ガラスランプ容器１０の端部を熱封着することで得たものである。
【０００６】
この構造の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ６では、円柱ビーズ４４を介在させたことによって、この円柱ビーズ封着部１４のガラスが放電空間内に吸い込まれることがなく、図６に示す構造に製造できる。
【０００７】
【特許文献１】
実開昭６１−１２６５５９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、後者の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ６では、円柱ビーズ封着部１４の円柱ビーズ４４の端部が管状ガラスランプ容器１０の放電空間内に突出し、ガラスランプ容器１０とこの突出部分との間に隙間が生じることが避けられない。この隙間があると、ランプ点灯中に、この隙間の部分に充填剤６０中の水銀蒸気が滞留、蓄積してしまう。そしてこの結果、充填剤６０中の水銀が枯渇して局所的に希ガスだけになり、希ガス放電が生じる。この希ガス放電が起こると、放電部と接しているガラスランプ容器１０の温度が部分的に上昇する傾向にあるため、ガラスが溶けてリークに到る場合があり、長時間点灯の信頼性に乏しいという問題点があった。なお、大気圧下で封着されたビーズレス封着部１６では、ガラスが放電空間に突出していないために、上記希ガス放電による温度上昇は発生しない。
【０００９】
本発明はこのような技術的課題に鑑みてなされたもので、管状ガラスランプ容器の両端の封着部での水銀枯渇現象を防止でき、長期間点灯の信頼性が保証できる誘電体バリア放電型低圧放電ランプを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、管状ガラスランプ容器の管両端部の外周に外部電極を配設し、前記管状ガラスランプ容器内に水銀を含む放電媒体を封入した誘電体バリア放電型低圧放電ランプにおいて、前記管状ガラスランプ容器の管両端の一方を熱封着し、前記管両端の他方に、少なくとも一部が丸く突出する形状のガラスビーズを、当該ガラスビーズの丸く突出する部分が放電空間中央方向を向く姿勢にして込めて熱封着し、前記管両端の端面及び外周面を前記外部電極により覆ったものである。
【００１１】
請求項２の発明は、管状ガラスランプ容器の管両端部の外周に外部電極を配設し、前記管状ガラスランプ容器内に水銀を含む放電媒体を封入した誘電体バリア放電型低圧放電ランプにおいて、前記管状ガラスランプ容器の管両端それぞれに、少なくとも一部が丸く突出する形状のガラスビーズを、当該ガラスビーズの丸く突出する部分が放電空間中央方向を向く姿勢にして込めて熱封着し、前記管両端の端面及び外周面を前記外部電極により覆ったものである。
【００１２】
請求項１及び２の発明の誘電体バリア放電型低圧放電ランプでは、管状ガラスランプ容器の少なくとも一端、つまり真空排気、充填剤封入後に封着する側の端部に、少なくとも一部が丸く突出する形状のガラスビーズを、当該ガラスビーズの丸く突出する部分が放電空間中央方向を向く姿勢にしてを込めて熱封着することで当該ガラスビーズの丸く突出する部分を管端の内側において放電空間中央方向に突出させることにより、大気圧下で熱封着されたガラスビーズの放電空間内への突出を小さくでき、かつ、ガラスビーズの丸く突出する部分が放電空間中央方向に突出する姿勢にすることができ、ガラス管壁とガラスビーズ周辺部との間に水銀が滞留、蓄積する隙間のできるのを防止し、水銀を含有する放電媒体の場合にガラスビーズ封着部分での水銀枯渇現象を防止し、長期間点灯を可能にする。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は２の誘電体バリア放電型低圧放電ランプにおいて、前記ガラスビーズは、球ビーズであることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１又は２の誘電体バリア放電型低圧放電ランプにおいて、前記ガラスビーズは、砲弾型ビーズであることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３及び４の発明の誘電体バリア放電型低圧放電ランプでは、請求項１又は２の誘電体バリア放電型低圧放電ランプにおいて、ガラスビーズを球ビーズ若しくは砲弾型ビーズとしたことにより、これらのガラスビーズの丸く突出する部分が放電空間中央方向に突出する姿勢で管端部に熱封着することができ、この結果として、ガラス管壁とガラスビーズ周辺部との間に水銀が滞留、蓄積する隙間のできるのを防止し、水銀を含有する放電媒体の場合にガラスビーズ封着部分での水銀枯渇現象を防止し、長期間点灯を可能にする。加えて、砲弾型ビーズの場合、熱封着工程で管状ガラスランプ容器の端部に導入する際に引っかかることなくスムーズに導入でき、それ故に量産での製品の歩留まりをよくできる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１は、本発明の第１の実施の形態の誘電体バリア放電型低圧放電ランプの構成を示している。この図１において、図５、図６に示した試作低圧放電ランプ５，６と共通する符号は同一の要素を示している。
【００１７】
図１に示す誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１において、４１は球ビーズであり、ガラス細棒から切り出した円柱ビーズをさらに成型することで製造したものである。ただし、この球ビーズ４１の製造方法が問われることはなく、管状ガラスランプ容器１０のサイズに応じ、適切な直径のガラス球を選択して用いることができる。
【００１８】
本実施の形態の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１の製造工程では、一方のランプ端のビーズレス封着部１６はガラスランプ容器１０が真空排気される前に熱封着し、他方のランプ端の球ビーズ封着部１１については、球ビーズ４１を管状ガラスランプ容器１０の球ビーズ封着部１１の位置まで挿入し、この状態でガラスランプ容器１０の内部を真空排気し、充填剤６０を導入した後に、球ビーズ４１を覆うように管状ガラスランプ容器１０の端部を熱封着する。
【００１９】
図６に示した試作低圧放電ランプ６で用いた円柱ビーズ４４の代わりに、本実施の形態では球ビーズ４１を用いたことにより、封着部１１の放電空間内への突出を防止できる。このため、本実施の形態の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１では、円柱ビーズ４４で封着していたときに発生していたようなランプ点灯時における円柱ビーズ４４と管状ガラスランプ１０との隙間での水銀枯渇による局所的な希ガス放電の発生を防止でき、この希ガス放電による温度上昇によってガラスが溶融し、リークに到る不具合の発生を防止できる。
【００２０】
次に、本発明の第２の実施の形態の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ２について、図２を用いて説明する。第２の実施の形態は、管状ガラスランプ容器１０の両端部に球ビーズ４１，４６を挿入し、熱封着することにより球ビーズ封着部１１，１７を形成した構成を特徴とする。なお、図２において、図１に示した第１の実施の形態と共通する要素には同一の符号を付して示してある。
【００２１】
本実施の形態の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ２の製造では、一方のランプ端の球ビーズ封着部１７はガラスランプ容器１０が真空排気される前に球ビーズ４６をガラス管内に込めて熱封着し、他方のランプ端の球ビーズ封着部１１については、球ビーズ４１を管状ガラスランプ容器１０の球ビーズ封着部１１の位置まで挿入し、この状態でガラスランプ容器１０の内部を真空排気し、充填剤６０を導入した後に、球ビーズ４１を覆うように管状ガラスランプ容器１０の端部を熱封着する。
【００２２】
この第２の実施の形態の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ２にあっても、第１の実施の形態と同様に、円柱ビーズ４４で封着していたときに発生していたようなランプ点灯時における円柱ビーズ４４と管状ガラスランプ１０との隙間での水銀枯渇による局所的な希ガス放電の発生を防止でき、この希ガス放電による温度上昇によってガラスが溶融し、リークに到る不具合の発生を防止できる。
【００２３】
次に、本発明の第３の実施の形態の誘電体バリア放電型低圧放電ランプについて、図３を用いて説明する。図３において、図１、図２に示した第１、第２の実施の形態の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１，２と共通する符号は同一の要素を示している。
【００２４】
図３に示す誘電体バリア放電型低圧放電ランプ３において、４１Ａは砲弾型ビーズであり、ガラス細棒から切り出した円柱ビーズをさらに成型することで製造したものである。ただし、この砲弾型ビーズ４１Ａの製造方法が問われることはなく、管状ガラスランプ容器１０のサイズに応じ、適切な径のものを選択して用いる。
【００２５】
本実施の形態の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ３の製造工程では、一方のランプ端のビーズレス封着部１６はガラスランプ容器１０が真空排気される前に熱封着し、他方のランプ端の砲弾型ビーズ封着部１１Ａについては、砲弾型ビーズ４１Ａをその頭部が放電空間側を向く姿勢にして管状ガラスランプ容器１０の砲弾型ビーズ封着部１１Ａの位置まで挿入し、この状態でガラスランプ容器１０の内部を真空排気し、充填剤６０を導入した後に、砲弾型ビーズ４１を覆うように管状ガラスランプ容器１０の端部を熱封着する。
【００２６】
図６に示した試作低圧放電ランプ６で用いた円柱ビーズ４４の代わりに、本実施の形態では砲弾型ビーズ４１Ａをその頭部が放電空間側を向く姿勢にして用いたことにより、封着部１１Ａの放電空間内への突出を防止できる。このため、本実施の形態の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ３では、円柱ビーズ４４で封着していたときに発生していたようなランプ点灯時における円柱ビーズ４４と管状ガラスランプ１０との隙間での水銀枯渇による局所的な希ガス放電の発生を防止でき、この希ガス放電による温度上昇によってガラスが溶融し、リークに到る不具合の発生を防止できる。
【００２７】
また、第１の実施の形態の様に球ビーズ４１の場合、微小な径の完全な球形に整形するのが技術的に容易でなく、製造コストの面から簡易な工作で球形にしようとするいびつになりがちであり、いびつになるとガラス管内に挿入して管状ガラスランプ容器１０の端部まで導入する工程で途中で引っかかってしまい、所定の位置まで導入するのが難しい場合がある。ところが、本実施の形態のように球ビーズ４１に代えて砲弾型ビーズ４１Ａを用いる場合、円柱ガラスから取り出した短円柱の一端を研磨することにより砲弾型に整形した砲弾型ビーズ４１Ａをその頭部が放電空間側を向く姿勢にして管状ガラスランプ容器１０の端部に導入することにより、所定の位置に円滑に導入することができる。このため、本実施の形態の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ３では、製品歩留まりの向上が図れる。
【００２８】
次に、本発明の第４の実施の形態の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ４について、図４を用いて説明する。第４の実施の形態は、管状ガラスランプ容器１０の両端部に砲弾型ビーズ４１Ａ，４６Ａを挿入し、熱封着することにより砲弾型ビーズ封着部１１Ａ，１７Ａを形成した構成を特徴とする。なお、図４において、図３に示した第３の実施の形態と共通する要素には同一の符号を付して示してある。
【００２９】
本実施の形態の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ４の製造では、一方のランプ端の砲弾型ビーズ封着部１７Ａはガラスランプ容器１０が真空排気される前に砲弾型ビーズ４６Ａをその頭部が放電空間側を向く姿勢にしてガラス管内に込めて熱封着し、他方のランプ端の砲弾型ビーズ封着部１１Ａについては、砲弾型ビーズ４１Ａを管状ガラスランプ容器１０の砲弾型ビーズ封着部１１Ａの位置までその頭部が放電空間側を向く姿勢にして挿入し、この状態でガラスランプ容器１０の内部を真空排気し、充填剤６０を導入した後に、砲弾型ビーズ４１Ａを覆うように管状ガラスランプ容器１０の端部を熱封着する。
【００３０】
この第４の実施の形態の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ４にあっても、第３の実施の形態と同様に、従来円柱ビーズ４４で封着していたときに発生していたようなランプ点灯時における円柱ビーズ４４と管状ガラスランプ１０との隙間での水銀枯渇による局所的な希ガス放電の発生を防止でき、この希ガス放電による温度上昇によってガラスが溶融し、リークに到る不具合の発生を防止できる。
【００３１】
加えて、第３の実施の形態と同様に製造における製品歩留まりの向上も図れる。
【００３３】
【実施例】
図１に示した構成の実施例１、図３に示した構成の実施例２と、図６に示した構成の試作機を製作し、点灯試験をした結果を説明する。
【００３４】
［実施例１］
＜管状ガラスランプ容器＞
材質：ホウ珪酸ガラス。
【００３５】
寸法：外径２．６ｍｍ、内径２．０ｍｍ、全長３７９ｍｍ。
【００３６】
＜外部電極＞
電流導体層：超音波半田層。
【００３７】
外部電極長さ：１７ｍｍ。
【００３８】
＜蛍光体層＞
材質：三波長蛍光体。厚み：２０μｍ。
【００３９】
＜充填剤＞
封入ガス：ネオンとアルゴンの混合ガス（組成比：ネオン／アルゴン＝９０モル％／１０モル％）。
【００４０】
封入圧：８ｋＰａ。
【００４１】
水銀：封入量３ｍｇ。
【００４２】
＜封着用ビーズ＞
球ビーズ。
【００４３】
［実施例２］
管状ガラスランプ容器、外部電極、蛍光体層、充填剤の仕様は、実施例１と共通である。そして封着用ビーズには、砲弾型ビーズを用いた。
【００４４】
［比較例］
封着ビーズに円柱ビーズを用いてガラスランプ容器の一端部を封着した以外の構成は、実施例と共通である。
【００４５】
本発明の実施例１、実施例２と比較例の誘電体バリア放電型低圧放電ランプそれぞれをランプ電流５ｍＡで５０００時間点灯したところ、いずれもガラス溶融の発生には到らなかったが、比較例では円柱ビーズと管状ガラスランプ容器の隙間で希ガス放電が起こっていたのに対し、本発明の実施例１、実施例２ではそのような現象は発生しなかった。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、管状ガラスランプ容器のランプ端部のビーズ封着部に、少なくとも一部が丸く突出する形状のガラスビーズを、当該ガラスビーズの丸く突出する部分が放電空間中央方向を向く姿勢にして熱封着することで当該ガラスビーズの丸く突出する部分を管端の内側において放電空間中央方向に突出させることにより、大気圧下で熱封着されたガラスビーズの放電空間内へ突出する寸法を小さくでき、かつ、ガラスビーズの丸く突出する部分が放電空間中央方向に突出する姿勢にすることができ、ガラス管壁とガラスビーズ周辺部との間に水銀が滞留、蓄積する隙間のできるのを防止し、ビーズ封着部での水銀枯渇現象を防止でき、長期間点灯を可能にして放電ランプの信頼性を高めることができる。
【００４７】
加えて本発明において、封着用ビーズに砲弾型ビーズを用いることにより、封着のために管状ガラスランプ容器の端部へ導入する工程が円滑に行え、製品歩留まりの向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のランプ軸方向の断面図。
【図２】本発明の第２の実施の形態のランプ軸方向の断面図。
【図３】本発明の第３の実施の形態のランプ軸方向の断面図。
【図４】本発明の第４の実施の形態のランプ軸方向の断面図。
【図５】本願発明者らによる試作機のランプ軸方向の断面図。
【図６】本願発明者らによる別の試作機のランプ軸方向の断面図。
【符号の説明】
１〜４ 誘電体バリア放電型低圧放電ランプ
１０ 管状ガラスランプ容器
１１ 球ビーズ封着部
１１Ａ 砲弾型ビーズ封着部
１７ 球ビーズ封着部
１７Ａ 砲弾型ビーズ封着部
２１，２６ 外部電極
３１，３６ 電流導体層
４１，４６ 球ビーズ
４１Ａ，４６Ａ 砲弾型ビーズ
６０ 充填剤
７０ 蛍光体層
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘電体バリア放電型低圧放電ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
管状ガラスランプ容器の外表面に電極を備える、いわゆる誘電体バリア放電型低圧放電ランプとして、例えば実開昭６１−１２６５５９号公報に記載されたものが知られている。
【０００３】
図５は、このような公報記載の技術を参考にし、本願発明者らが試作した誘電体バリア放電型低圧放電ランプの構造を示している。図５において、５は低圧放電ランプ、１０は管状ガラスランプ容器であり、この管状ガラスランプ容器１０の内部には水銀と希ガスの混合ガスによる充填剤６０が放電媒体として封入してある。管状ガラスランプ容器１０の内壁面には、必要に応じて蛍光体層７０を形成しいる。管状ガラスランプ容器１０の両端部外表面には、電流導体層３１，３６で構成される外部電極２１，２６が配設してある。この外部電極２１，２６の電流導体層３１，３６は超音波半田槽に端部をディップすることによって形成したものである。
【０００４】
図５に示す低圧放電ランプ５において、１３及び１６は管状ガラスランプ容器１０の両端部の封着部である。製造工程において、一方のビーズレス封着部１６はガラスランプ容器１０が真空排気される前に熱封着し、他方の従来型封止部１３は管状ガラスランプ容器１０を真空排気し、充填剤６０を導入した後に熱封着する。この従来型封止部１３の封着工程では、ガラスランプ容器１０の内部気圧が大気圧よりも低いため、封着時に高温で柔軟になった状態のガラス材が外気圧に押されてガラスランプ容器１０の放電空間内に吸い込まれた形となる。このため、封着部１３のガラスの肉厚が非常に薄くなり、この部分でガラスが破損し易いという問題点があった。
【０００５】
この問題点を解決するために、本願発明者らは図６に示す構造の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ６を試作した。この誘電体バリア放電型低圧放電ランプ６は、製造工程において、一方のランプ端のビーズレス封着部１６はガラスランプ容器１０が真空排気される前に熱封着し、他方のランプ端の円柱ビーズ封着部１４については、比較的入手し易いガラス細棒をカットして得た円柱ビーズ４４を管状ガラスランプ容器１０の円柱ビーズ封着部１４の位置まで挿入し、この状態でガラスランプ容器１０の内部を真空排気し、充填剤６０を導入した後に、円柱ビーズ４４を覆うように管状ガラスランプ容器１０の端部を熱封着することで得たものである。
【０００６】
この構造の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ６では、円柱ビーズ４４を介在させたことによって、この円柱ビーズ封着部１４のガラスが放電空間内に吸い込まれることがなく、図６に示す構造に製造できる。
【０００７】
【特許文献１】
実開昭６１−１２６５５９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、後者の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ６では、円柱ビーズ封着部１４の円柱ビーズ４４の端部が管状ガラスランプ容器１０の放電空間内に突出し、ガラスランプ容器１０とこの突出部分との間に隙間が生じることが避けられない。この隙間があると、ランプ点灯中に、この隙間の部分に充填剤６０中の水銀蒸気が滞留、蓄積してしまう。そしてこの結果、充填剤６０中の水銀が枯渇して局所的に希ガスだけになり、希ガス放電が生じる。この希ガス放電が起こると、放電部と接しているガラスランプ容器１０の温度が部分的に上昇する傾向にあるため、ガラスが溶けてリークに到る場合があり、長時間点灯の信頼性に乏しいという問題点があった。なお、大気圧下で封着されたビーズレス封着部１６では、ガラスが放電空間に突出していないために、上記希ガス放電による温度上昇は発生しない。
【０００９】
本発明はこのような技術的課題に鑑みてなされたもので、管状ガラスランプ容器の両端の封着部での水銀枯渇現象を防止でき、長期間点灯の信頼性が保証できる誘電体バリア放電型低圧放電ランプを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、管状ガラスランプ容器の管両端部の外周に外部電極を配設し、前記管状ガラスランプ容器内に水銀を含む放電媒体を封入した誘電体バリア放電型低圧放電ランプにおいて、前記管状ガラスランプ容器の管両端の一方を熱封着し、前記管両端の他方に、少なくとも一部が丸く突出する形状のガラスビーズを、当該ガラスビーズの丸く突出する部分が放電空間中央方向を向く姿勢にして込めて熱封着し、前記管両端の端面及び外周面を前記外部電極により覆ったものである。
【００１１】
請求項２の発明は、管状ガラスランプ容器の管両端部の外周に外部電極を配設し、前記管状ガラスランプ容器内に水銀を含む放電媒体を封入した誘電体バリア放電型低圧放電ランプにおいて、前記管状ガラスランプ容器の管両端それぞれに、少なくとも一部が丸く突出する形状のガラスビーズを、当該ガラスビーズの丸く突出する部分が放電空間中央方向を向く姿勢にして込めて熱封着し、前記管両端の端面及び外周面を前記外部電極により覆ったものである。
【００１２】
請求項１及び２の発明の誘電体バリア放電型低圧放電ランプでは、管状ガラスランプ容器の少なくとも一端、つまり真空排気、充填剤封入後に封着する側の端部に、少なくとも一部が丸く突出する形状のガラスビーズを、当該ガラスビーズの丸く突出する部分が放電空間中央方向を向く姿勢にしてを込めて熱封着することで当該ガラスビーズの丸く突出する部分を管端の内側において放電空間中央方向に突出させることにより、大気圧下で熱封着されたガラスビーズの放電空間内への突出を小さくでき、かつ、ガラスビーズの丸く突出する部分が放電空間中央方向に突出する姿勢にすることができ、ガラス管壁とガラスビーズ周辺部との間に水銀が滞留、蓄積する隙間のできるのを防止し、水銀を含有する放電媒体の場合にガラスビーズ封着部分での水銀枯渇現象を防止し、長期間点灯を可能にする。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は２の誘電体バリア放電型低圧放電ランプにおいて、前記ガラスビーズは、球ビーズであることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１又は２の誘電体バリア放電型低圧放電ランプにおいて、前記ガラスビーズは、砲弾型ビーズであることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３及び４の発明の誘電体バリア放電型低圧放電ランプでは、請求項１又は２の誘電体バリア放電型低圧放電ランプにおいて、ガラスビーズを球ビーズ若しくは砲弾型ビーズとしたことにより、これらのガラスビーズの丸く突出する部分が放電空間中央方向に突出する姿勢で管端部に熱封着することができ、この結果として、ガラス管壁とガラスビーズ周辺部との間に水銀が滞留、蓄積する隙間のできるのを防止し、水銀を含有する放電媒体の場合にガラスビーズ封着部分での水銀枯渇現象を防止し、長期間点灯を可能にする。加えて、砲弾型ビーズの場合、熱封着工程で管状ガラスランプ容器の端部に導入する際に引っかかることなくスムーズに導入でき、それ故に量産での製品の歩留まりをよくできる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１は、本発明の第１の実施の形態の誘電体バリア放電型低圧放電ランプの構成を示している。この図１において、図５、図６に示した試作低圧放電ランプ５，６と共通する符号は同一の要素を示している。
【００１７】
図１に示す誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１において、４１は球ビーズであり、ガラス細棒から切り出した円柱ビーズをさらに成型することで製造したものである。ただし、この球ビーズ４１の製造方法が問われることはなく、管状ガラスランプ容器１０のサイズに応じ、適切な直径のガラス球を選択して用いることができる。
【００１８】
本実施の形態の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１の製造工程では、一方のランプ端のビーズレス封着部１６はガラスランプ容器１０が真空排気される前に熱封着し、他方のランプ端の球ビーズ封着部１１については、球ビーズ４１を管状ガラスランプ容器１０の球ビーズ封着部１１の位置まで挿入し、この状態でガラスランプ容器１０の内部を真空排気し、充填剤６０を導入した後に、球ビーズ４１を覆うように管状ガラスランプ容器１０の端部を熱封着する。
【００１９】
図６に示した試作低圧放電ランプ６で用いた円柱ビーズ４４の代わりに、本実施の形態では球ビーズ４１を用いたことにより、封着部１１の放電空間内への突出を防止できる。このため、本実施の形態の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１では、円柱ビーズ４４で封着していたときに発生していたようなランプ点灯時における円柱ビーズ４４と管状ガラスランプ１０との隙間での水銀枯渇による局所的な希ガス放電の発生を防止でき、この希ガス放電による温度上昇によってガラスが溶融し、リークに到る不具合の発生を防止できる。
【００２０】
次に、本発明の第２の実施の形態の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ２について、図２を用いて説明する。第２の実施の形態は、管状ガラスランプ容器１０の両端部に球ビーズ４１，４６を挿入し、熱封着することにより球ビーズ封着部１１，１７を形成した構成を特徴とする。なお、図２において、図１に示した第１の実施の形態と共通する要素には同一の符号を付して示してある。
【００２１】
本実施の形態の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ２の製造では、一方のランプ端の球ビーズ封着部１７はガラスランプ容器１０が真空排気される前に球ビーズ４６をガラス管内に込めて熱封着し、他方のランプ端の球ビーズ封着部１１については、球ビーズ４１を管状ガラスランプ容器１０の球ビーズ封着部１１の位置まで挿入し、この状態でガラスランプ容器１０の内部を真空排気し、充填剤６０を導入した後に、球ビーズ４１を覆うように管状ガラスランプ容器１０の端部を熱封着する。
【００２２】
この第２の実施の形態の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ２にあっても、第１の実施の形態と同様に、円柱ビーズ４４で封着していたときに発生していたようなランプ点灯時における円柱ビーズ４４と管状ガラスランプ１０との隙間での水銀枯渇による局所的な希ガス放電の発生を防止でき、この希ガス放電による温度上昇によってガラスが溶融し、リークに到る不具合の発生を防止できる。
【００２３】
次に、本発明の第３の実施の形態の誘電体バリア放電型低圧放電ランプについて、図３を用いて説明する。図３において、図１、図２に示した第１、第２の実施の形態の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１，２と共通する符号は同一の要素を示している。
【００２４】
図３に示す誘電体バリア放電型低圧放電ランプ３において、４１Ａは砲弾型ビーズであり、ガラス細棒から切り出した円柱ビーズをさらに成型することで製造したものである。ただし、この砲弾型ビーズ４１Ａの製造方法が問われることはなく、管状ガラスランプ容器１０のサイズに応じ、適切な径のものを選択して用いる。
【００２５】
本実施の形態の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ３の製造工程では、一方のランプ端のビーズレス封着部１６はガラスランプ容器１０が真空排気される前に熱封着し、他方のランプ端の砲弾型ビーズ封着部１１Ａについては、砲弾型ビーズ４１Ａをその頭部が放電空間側を向く姿勢にして管状ガラスランプ容器１０の砲弾型ビーズ封着部１１Ａの位置まで挿入し、この状態でガラスランプ容器１０の内部を真空排気し、充填剤６０を導入した後に、砲弾型ビーズ４１を覆うように管状ガラスランプ容器１０の端部を熱封着する。
【００２６】
図６に示した試作低圧放電ランプ６で用いた円柱ビーズ４４の代わりに、本実施の形態では砲弾型ビーズ４１Ａをその頭部が放電空間側を向く姿勢にして用いたことにより、封着部１１Ａの放電空間内への突出を防止できる。このため、本実施の形態の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ３では、円柱ビーズ４４で封着していたときに発生していたようなランプ点灯時における円柱ビーズ４４と管状ガラスランプ１０との隙間での水銀枯渇による局所的な希ガス放電の発生を防止でき、この希ガス放電による温度上昇によってガラスが溶融し、リークに到る不具合の発生を防止できる。
【００２７】
また、第１の実施の形態の様に球ビーズ４１の場合、微小な径の完全な球形に整形するのが技術的に容易でなく、製造コストの面から簡易な工作で球形にしようとするいびつになりがちであり、いびつになるとガラス管内に挿入して管状ガラスランプ容器１０の端部まで導入する工程で途中で引っかかってしまい、所定の位置まで導入するのが難しい場合がある。ところが、本実施の形態のように球ビーズ４１に代えて砲弾型ビーズ４１Ａを用いる場合、円柱ガラスから取り出した短円柱の一端を研磨することにより砲弾型に整形した砲弾型ビーズ４１Ａをその頭部が放電空間側を向く姿勢にして管状ガラスランプ容器１０の端部に導入することにより、所定の位置に円滑に導入することができる。このため、本実施の形態の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ３では、製品歩留まりの向上が図れる。
【００２８】
次に、本発明の第４の実施の形態の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ４について、図４を用いて説明する。第４の実施の形態は、管状ガラスランプ容器１０の両端部に砲弾型ビーズ４１Ａ，４６Ａを挿入し、熱封着することにより砲弾型ビーズ封着部１１Ａ，１７Ａを形成した構成を特徴とする。なお、図４において、図３に示した第３の実施の形態と共通する要素には同一の符号を付して示してある。
【００２９】
本実施の形態の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ４の製造では、一方のランプ端の砲弾型ビーズ封着部１７Ａはガラスランプ容器１０が真空排気される前に砲弾型ビーズ４６Ａをその頭部が放電空間側を向く姿勢にしてガラス管内に込めて熱封着し、他方のランプ端の砲弾型ビーズ封着部１１Ａについては、砲弾型ビーズ４１Ａを管状ガラスランプ容器１０の砲弾型ビーズ封着部１１Ａの位置までその頭部が放電空間側を向く姿勢にして挿入し、この状態でガラスランプ容器１０の内部を真空排気し、充填剤６０を導入した後に、砲弾型ビーズ４１Ａを覆うように管状ガラスランプ容器１０の端部を熱封着する。
【００３０】
この第４の実施の形態の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ４にあっても、第３の実施の形態と同様に、従来円柱ビーズ４４で封着していたときに発生していたようなランプ点灯時における円柱ビーズ４４と管状ガラスランプ１０との隙間での水銀枯渇による局所的な希ガス放電の発生を防止でき、この希ガス放電による温度上昇によってガラスが溶融し、リークに到る不具合の発生を防止できる。
【００３１】
加えて、第３の実施の形態と同様に製造における製品歩留まりの向上も図れる。
【００３３】
【実施例】
図１に示した構成の実施例１、図３に示した構成の実施例２と、図６に示した構成の試作機を製作し、点灯試験をした結果を説明する。
【００３４】
［実施例１］
＜管状ガラスランプ容器＞
材質：ホウ珪酸ガラス。
【００３５】
寸法：外径２．６ｍｍ、内径２．０ｍｍ、全長３７９ｍｍ。
【００３６】
＜外部電極＞
電流導体層：超音波半田層。
【００３７】
外部電極長さ：１７ｍｍ。
【００３８】
＜蛍光体層＞
材質：三波長蛍光体。厚み：２０μｍ。
【００３９】
＜充填剤＞
封入ガス：ネオンとアルゴンの混合ガス（組成比：ネオン／アルゴン＝９０モル％／１０モル％）。
【００４０】
封入圧：８ｋＰａ。
【００４１】
水銀：封入量３ｍｇ。
【００４２】
＜封着用ビーズ＞
球ビーズ。
【００４３】
［実施例２］
管状ガラスランプ容器、外部電極、蛍光体層、充填剤の仕様は、実施例１と共通である。そして封着用ビーズには、砲弾型ビーズを用いた。
【００４４】
［比較例］
封着ビーズに円柱ビーズを用いてガラスランプ容器の一端部を封着した以外の構成は、実施例と共通である。
【００４５】
本発明の実施例１、実施例２と比較例の誘電体バリア放電型低圧放電ランプそれぞれをランプ電流５ｍＡで５０００時間点灯したところ、いずれもガラス溶融の発生には到らなかったが、比較例では円柱ビーズと管状ガラスランプ容器の隙間で希ガス放電が起こっていたのに対し、本発明の実施例１、実施例２ではそのような現象は発生しなかった。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、管状ガラスランプ容器のランプ端部のビーズ封着部に、少なくとも一部が丸く突出する形状のガラスビーズを、当該ガラスビーズの丸く突出する部分が放電空間中央方向を向く姿勢にして熱封着することで当該ガラスビーズの丸く突出する部分を管端の内側において放電空間中央方向に突出させることにより、大気圧下で熱封着されたガラスビーズの放電空間内へ突出する寸法を小さくでき、かつ、ガラスビーズの丸く突出する部分が放電空間中央方向に突出する姿勢にすることができ、ガラス管壁とガラスビーズ周辺部との間に水銀が滞留、蓄積する隙間のできるのを防止し、ビーズ封着部での水銀枯渇現象を防止でき、長期間点灯を可能にして放電ランプの信頼性を高めることができる。
【００４７】
加えて本発明において、封着用ビーズに砲弾型ビーズを用いることにより、封着のために管状ガラスランプ容器の端部へ導入する工程が円滑に行え、製品歩留まりの向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のランプ軸方向の断面図。
【図２】本発明の第２の実施の形態のランプ軸方向の断面図。
【図３】本発明の第３の実施の形態のランプ軸方向の断面図。
【図４】本発明の第４の実施の形態のランプ軸方向の断面図。
【図５】本願発明者らによる試作機のランプ軸方向の断面図。
【図６】本願発明者らによる別の試作機のランプ軸方向の断面図。
【符号の説明】
１〜４ 誘電体バリア放電型低圧放電ランプ
１０ 管状ガラスランプ容器
１１ 球ビーズ封着部
１１Ａ 砲弾型ビーズ封着部
１７ 球ビーズ封着部
１７Ａ 砲弾型ビーズ封着部
２１，２６ 外部電極
３１，３６ 電流導体層
４１，４６ 球ビーズ
４１Ａ，４６Ａ 砲弾型ビーズ
６０ 充填剤
７０ 蛍光体層
Claims (4)
- 管状ガラスランプ容器の管両端部の外周に外部電極を配設し、前記管状ガラスランプ容器内に水銀を含む放電媒体を封入した誘電体バリア放電型低圧放電ランプにおいて、
前記管状ガラスランプ容器の管両端の一方を熱封着し、前記管両端の他方に、少なくとも一部が丸く突出する形状のガラスビーズを、当該ガラスビーズの丸く突出する部分が放電空間中央方向を向く姿勢にして込めて熱封着し、
前記管両端の端面及び外周面を前記外部電極により覆って成る誘電体バリア放電型低圧放電ランプ。 - 管状ガラスランプ容器の管両端部の外周に外部電極を配設し、前記管状ガラスランプ容器内に水銀を含む放電媒体を封入した誘電体バリア放電型低圧放電ランプにおいて、
前記管状ガラスランプ容器の管両端それぞれに、少なくとも一部が丸く突出する形状のガラスビーズを、当該ガラスビーズの丸く突出する部分が放電空間中央方向を向く姿勢にして込めて熱封着し、
前記管両端の端面及び外周面を前記外部電極により覆って成る誘電体バリア放電型低圧放電ランプ。 - 前記ガラスビーズは、球ビーズであることを特徴とする請求項１又は２に記載の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ。
- 前記ガラスビーズは、砲弾型ビーズであることを特徴とする請求項１又は２に記載の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ。
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