JP4034345B2 - 低圧水銀放電ランプ - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、管状放電容器が設けられた低圧放電ランプであって、この管状放電容器は、端部を有し且つ水銀及び希ガスを含むイオン化できる充填物を有しており、電極は前記放電容器内の端部に設けられ且つ電流供給導体に固定されておりこれら電流供給導体は、前記放電容器の外側へ前記端部を通じて突出しており、前記電流供給導体のうちの少なくとも１個の電流供給導体がアマルガムを支持している低圧放電ランプに関するものである。
【０００２】
そのようなランプは、米国特許第5,204,584号明細書から既知である。既知のランプにおける電流供給導体は、前記の電流供給導体へ固定された金属板上へ設けられているアマルガムを支持している。このアマルガムは、立ち上がり、すなわちスイッチをオンにした後にランプが定格ルーメン出力へ到達する速度を加速する機能を有する補助アマルガムとして働く。これは、スイッチをオンにした後に電極から発生する熱のために、アマルガムに結合した水銀を当該アマルガムが放出し、それにより放電容器内の水銀蒸気圧を公称動作のために望ましい値まで迅速に上げることにより達成される。前記金属板は、その製造、貯蔵、輸送、及び他のランプ構成要素との組み立てにより余分な費用を伴うことが欠点である。
【０００３】
製造がより安価で且つそれにもかかわらずランプの定格ルーメン出力へ比較的迅速に到達する、冒頭部分に記載された種類のランプを提供することが、本発明の目的である。
【０００４】
本発明によると、冒頭部分に記載された種類のランプは、この目的のために、前記電極がその両端部でそれぞれの電流供給導体の屈曲部に緊締されており、前記アマルガムで被覆された領域が、前記電流供給導体の自由端部から延在しており且つ前記屈曲部から離れていることを特徴とする前記電流供給導体の自由端部から延在している領域を被覆していることを特徴ととしている。
【０００５】
前記のアマルガムは、電流供給導体の被覆すべき領域をメタルバスに通し、その間に前記バスからの金属が前記領域を濡らすことで容易に塗布される。前記メタルバスは、アマルガム又はアマルガム形成材、すなわちアマルガムを形成するインジウムのような金属、又は例えば鉛及び錫のアマルガム形成合金を含んでいる。後者の場合には、例えば、ランプにその充填物を加えた後に、放電容器の放電空間からの水銀蒸気と一緒に、アマルガムは電流供給導体上にそれ自体で形成され得る。被覆すべき領域を濡らすことは、フラックスの使用により促進することができる。被覆すべき領域には、所望であれば、電流供給導体へのアマルガム又はアマルガム形成材の被覆の接着性を向上させるために、最初に別の金属の層を設けてもよい。代わりに、被覆を、例えば電解的に設けてもよい。
【０００６】
関連する領域上のアマルガムの量は、電流供給導体の太さとその領域の長さとの関数として、当業者は容易に決定することができる。
【０００７】
ランプ点灯中にアマルガムが呈する温度は、電極に対してアマルガム被覆領域が占有する位置を選択することにより決定することができる。
【０００８】
米国特許第4,105,910号明細書は放電容器の端部の領域がアマルガムで被覆されている低圧水銀放電ランプを開示していることに注意すべきである。その被覆部はその端部と隣接する、電流供給導体の領域上にも延在している。そのアマルガムは、ランプ寿命の終わりにはアーク放電の作用点を形成する。放電容器の端部はその時強く加熱されるので、端部が融けて空気が放電容器内へ流れ得るようになり、かくしてランプ点灯が阻害される。
【０００９】
本発明によるランプにおいては、アマルガムにより覆われた、電流供給導体の領域は、例えば前記の電極を越えて電極間の空間へ延在させてもよいが、代わりにこの領域が、放電容器の端部と電流供給導体が放電空間へ入る位置との間に存在するように電流供給導体を曲げてもよい。
【００１０】
電流供給導体上のアマルガムで被覆された領域の位置は、電流供給導体を電解槽又はメタルバス内に浸漬した深さ、及び浸漬の間の電流供給導体が有している形状に依存する。本発明によるランプの好適な実施例においては、その領域は電流供給導体の自由端部から延在している。この実施例は実現するのが比較的容易である。
【００１１】
本発明によるランプの好適な実施例においては、アマルガムにより被覆された領域は、例えば螺旋形状又は蛇行形状に曲げられているので、比較的大きい表面積が比較的小さい体積内でアマルガムに対して利用できる。
【００１２】
電流供給導体は、例えば、Ｆｅ、Ｎｉ、ＦｅＮｉ又はＣｒＮｉＦｅで作られている。
ランプが端部の一方でアマルガムを支持していれば立ち上がり速度を早くすることは既に達成されたといえる。比較的長い放電容器、例えば40cmよりも長いような場合には、放出された水銀蒸気が放電容器により囲まれた放電空間を通して散布されるまでに、比較的長い時間を要する。その場合には放電容器に対して双方の端部にアマルガムを設けると好適である。
【００１３】
ランプ電流は主として、普通のランプ電源ユニットにおいては、以下ライブ電流供給導体と称する電流供給導体の一方を通過する。アーク放電がこの電流供給導体と隣接する電極の位置へ集中するので、ライブ電流供給導体は比較的高い温度となる。この電流供給導体にアマルガムを設けると好適である。
【００１４】
しかしながら、どの電流供給導体がライブ電流供給導体になるかは前もって常に確実ではない。これは、例えば、ランプとその電源とが相互に取り外し可能であり、且つ異なるように結合し得る場合である。もしそうなら、双方の電流供給導体にアマルガムを設けると好適である。
【００１５】
補助アマルガムとして働く１個又は幾つかのアマルガムのみならず、それに加えて、ランプは、主アマルガム、すなわち公称点灯の間放電空間内で水銀蒸気圧を規定するアマルガムとして働く１個又は幾つかのアマルガムを有し得る。主アマルガムは、例えば放電容器の排気管内に配設される。或いは又、主アマルガムは無くてもよい。この場合、放電容器内の水銀蒸気圧は放電容器の最冷点に属する水銀蒸気圧の関数である。
【００１６】
本発明による低圧水銀放電ランプの好適な実施例は、電極が両端においてそれぞれの電流供給導体の屈曲部内に緊締されていることを特徴としている。その電極は、例えば、電子放射物質を被覆されたタングステンコイルである。代わりに、電極は、例えば、タングステン、アルカリ土類の酸化物，及び希土類の酸化物（Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ及びランタニド）の焼結体とすることもできる。そのような電極は溶接により電流供給導体へ固定することができる。
【００１７】
電流供給導体のアマルガム被覆された領域が、電流供給導体の屈曲部から離れている場合は好適である。それによりアマルガムが電極を汚染することが防止される。電極上のアマルガムは電子放射効果を妨げる惧れがある。それに加えて、アマルガムは更に電極から放電容器を通して拡散する惧れがある。これは通常は水銀蒸気圧に好ましくない影響を有する。
【００１８】
好適な実施例においては、電流供給導体のアマルガム被覆された領域は、電極に対して互いに相違する位置を占有する。このことは、このように形成した補助アマルガムが、ランプのスイッチをオンにした後に異なる時間間隔の間に水銀を放出するという効果に寄与する。水銀の超過又は不足がスイッチングオンの後に一時的に生じることをこれにより妨げることができる。
【００１９】
電流供給導体を放電容器の端部へ固定する前に電流供給導体を被覆する代わりに、端部と組み立てた後に電流供給導体を被覆することも可能である。電流供給導体の１つにアマルガム又はアマルガム形成材の被覆を設ける必要がない場合には、１つの電流供給導体のみが浸漬されるような角度で端部をメタルバス又は電解槽を通してもよい。そのようにすることを望む場合は、電流供給導体をこの間一時的に離すように曲げておくことができる。
【００２０】
電極を電流供給導体に固定した後にアマルガム被覆を電流供給導体上に設けてもよい。電流供給導体が端部に対して電極を越えて突出するような距離まで電流供給導体を曲げてもよい。被覆を設けた後に、電流供給導体が端部に再び向くように電流供給導体を、曲げ戻すか、又は更に曲げてもよい。
【００２１】
本発明のこれらの及びその他の態様を、図面を参照して更に詳細に説明する。
図１は、低圧水銀放電ランプを示しており、このランプには管状放電容器１０が設けられている。この管状放電容器１０は、端部１１，１１′を具えており、水銀及び希ガスを含むイオン化できる充填物を有する。図示された実施例における放電容器１０は、各々が端部１１，１１′を有する２個の管部１３，１３′を有している。これら端部１１，１１′は、共に、ランプキャップ内に固定されている。管部１３，１３′はランプキャップ５０と対向してある管端部１４，１４′においてチャネル１５を通って連絡している。代わりに、放電容器は、例えば単一の真っ直ぐな管又は曲った管、例えば鉤型に曲げられた管として、構成されていてもよい。この放電容器１０が発光層１６を支持している。電極２０，２０′が放電容器内の各端部１１，１１′に配置されている。代わりに、外部電極がランプ電源へ容量性結合を与えるように放電容器の端部に配設されてもよい。電流供給導体３０Ａ，３０Ｂ；３０Ａ′，３０Ｂ′が、電極２０，２０′から端部１１，１１′を通って放電容器１０の外側へ突出している。少なくとも１個の電流供給導体３０Ａがアマルガムを支持している。本実施例においては、電流供給導体３０Ｂもアマルガムを支持している。
【００２２】
このアマルガム、ここでは水銀-インジウムが、電流供給導体３０Ａの領域３５Ａを覆っており、その領域は電流供給導体３０Ａに沿った通路を介して端部１１から離れている。これらの領域３５Ａ，３５Ｂはここでは各々自由端部３４Ａ，３４Ｂから延在している（領域３５Ａ及び３５Ｂが電流供給導体の残りの部分に対して暗く示されている図２も参照されたい。放電容器１０は破線で示されている。）領域３５Ａ，３５Ｂは各々５ｍｍの長さと１０μｍの厚さの被覆とを有している。各領域内のインジウムの量は０．６ｍｇである。電流供給導体３０Ａ，３０Ｂは、それぞれ０．５ｍｍの太さを有する鉄線の第１部分３１Ａ，３１Ｂと、０．３５ｍｍの太さのＮｉＦｅＣｕＭｎ線の第２部分３２Ａ，３２Ｂ、及び０．５ｍｍの太さのＣｕＳｎ線の第３部分３３Ａ，３３Ｂを具えており、それらの線は、それぞれ、放電容器１０の内側、放電容器１０の端部１１の壁１２内部、及び放電容器１０の外側にほぼ延在している（第２部分３２Ａ，３２Ｂ及び第３部分３３Ａ，３３Ｂが破線で示されている図２を参照されたい）。このランプは端部１１′においても類似の構造を有している。
【００２３】
図１及び２の実施例においては、電流供給導体３０Ａ，３０Ｂ；３０Ａ′，３０Ｂ′は各々放電容器１０の端部１１，１１′において補助アマルガムで覆われたそのような領域３５Ａ，３５Ｂを有している。端部の構造は明瞭さの理由で図１には詳細には示されていない。
【００２４】
電極２０，２０′は電子放射物質、ここではカルシウム、ストロンチウム及びバリウムの酸化物の混合物を被覆されたタングステンのコイルである。このコイル２０，２０′は各電流供給導体３０Ａ，３０Ｂの屈曲部３６Ａ，３６Ｂ内の両端部２１Ａ，２１Ｂにおいて緊締されている。屈曲部３６Ａ，３６Ｂはほぼ１８０°の角度で閉じている。
【００２５】
補助アマルガムにより被覆された領域３５Ａ，３５Ｂは、数ミリメートル、ここでは屈曲部３６Ａ，３６Ｂから５ｍｍ離れている。
【００２６】
ランプ製造中に、放電容器１０の端部１１，１１′を、電流供給導体３０Ａ，３０Ｂ；３０Ａ′，３０Ｂ′を取付けた後にメタルバスに通して、アマルガムで被覆すべき領域の長さに亘ってバス内に電流供給導体を浸漬させることができる。代わりに、電流供給導体上のアマルガム又はアマルガム形成材の被覆は、電流供給導体をランプの端部と一緒に組み立てられる前に設けてもよい。電極は、電流供給導体を各々電極の端部の周りで曲げる普通の方法で電流供給導体へ固定することができる。放電容器の端部は続いて放電容器の管状部分と一緒に融着することができ、その際放電容器を洗浄し、清浄にし、排気管（図示せず）を通して放電容器の充填物を加える。電流供給導体がアマルガム形成材によって被覆されている場合には、アマルガム形成材は充填物からの水銀によりアマルガムを形成することができる。
【００２７】
図３においては、図２の部分と対応する部分は１００だけ大きい参照符号を有している。図３の実施例においては、電流供給導体１３０Ａ，１３０Ｂのアマルガムで覆われた領域１３５Ａ，１３５Ｂは、放電容器の端部１１８と、電流供給導体１３０Ａ，１３０Ｂが放電空間１１６へ入る場所１１９との間の、放電空間１１６の部分１１７内に存在している。
【００２８】
図４においては、図２の部分と対応する部分は２００だけ大きい参照符号を有している。図４に示された実施例においては、電流供給導体２３０Ａ，２３０Ｂは、アマルガムで覆われた領域２３５Ａ，２３５Ｂが電極２２０の前に延在するように、電極２２０の端部２２１Ａ，２２１Ｂの周りで約３６０°の角度で曲げられている。領域２３５Ａ，２３５Ｂ上のアマルガムは、例えば電極を電流供給導体へ固定した後に、設けてもよい。
【００２９】
図２の部分と対応する図５における部分は、３００だけ大きい参照符号を有している。図５に示された実施例においては、領域３３５Ａ，３３５Ｂが比較的小さい体積内に比較的大きい表面積を有するように、領域３３５Ａ，３３５Ｂが蛇行形状に曲げられている。電流供給導体３３０Ａ，３３０Ｂの自由端部３３４Ａ，３３４Ｂにはアマルガムは無い。
【００３０】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による低圧水銀放電ランプの第１実施例を示している。
【図２】図２は、図１のランプの細部の斜視図である。
【図３】図３は、本発明によるランプの第２実施例の細部の斜視図である。
【図４】図４は、本発明によるランプの第３実施例の細部の斜視図である。
【図５】図５は、本発明によるランプの第４実施例の細部の斜視図である。

Claims (3)

1. 管状放電容器が設けられた低圧放電ランプであって、この管状放電容器は、端部を有し且つ水銀及び希ガスを含むイオン化できる充填物を有しており、電極が、前記放電容器内の各端部に設けられ且つ電流供給導体に固定されており、これら電流供給導体は、前記放電容器の外側へ前記端部を通じて突出しており、前記電流供給導体のうちの少なくとも１個の電流供給導体がアマルガムを支持している低圧水銀放電ランプにおいて、
   前記電極がその両端部でそれぞれの電流供給導体の屈曲部に緊締されており、
   前記アマルガムで被覆された領域が、前記電流供給導体の自由端部から延在しており且つ前記屈曲部から離れていることを特徴とする低圧水銀放電ランプ。
2. 請求項１記載の低圧水銀放電ランプにおいて、放電容器の少なくとも一端部に、前記電流供給導体が各々アマルガムで被覆された領域を有することを特徴とする低圧水銀放電ランプ。
3. 請求項１又は２記載の低圧水銀放電ランプにおいて、前記のアマルガムで被覆された領域が曲がった形状を有することを特徴とする低圧水銀放電ランプ。

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