JP4280610B2 - 製造中に蛍光ランプに水銀を導入する方法及びそのような方法を容易にするための水銀キャリヤボディ - Google Patents

Description

本発明は、蛍光ランプの製造に関し、特に、ランプ排気管によってランプに制限された量の水銀を導入することに関する。本発明はさらに、ランプ内に配置するためのキャリヤボディに関し、このキャリヤボディは、ランプに導入されるべき選択された量の水銀を支持する。

蛍光ランプは通常少なくとも１つの管を有しており、この管は、ランプ外管の内部へ延びた導管を提供しており、ランプの構成において、排気管として使用される。製造の完成時に、排気管は密閉される。

排気管開放端部を密閉する前に、測定された量の水銀がランプに導入される。ランプの製造に直面した挑戦の１つは、ランプに導入される水銀の量を最小限に抑制することである。少量、例えば３ｍｇ以下の水銀の導入を調整することは困難であることが見出された。解決手段は、米国特許第５７５７１２９号明細書に記載されているように排気管の端部を狭めることである。

したがって、蛍光ランプに少量の水銀を導入する方法が必要とされている。さらに、制限された量の水銀の導入を容易にするように構成されておりかつランプ製造進行において容易に取り扱われる装置が必要とされている。
米国特許第５７５７１２９号明細書

本発明の課題は、ランプの製造中に蛍光ランプの外管に制限された量の水銀を導入する方法を提供することである。

本発明の別の課題は、製造中にランプ内に配置するためのボディを提供することであり、このボディは、選択された量の水銀のみを受容及び保持しかつランプ内に導入される水銀のためのキャリヤとして働くようになっている。

前記課題及びその他の課題を考慮して、本発明の特徴は、ランプの製造中に蛍光ランプの外管内に制限された量の水銀を導入するための方法を提供することである。この方法は、排気管を備えた蛍光ランプを形成し、排気管は端部において開放しておりかつ開放端部の近傍に球体保持構造が設けられており、排気管開放端部を介してランプ外管の内部を排気し、球体保持構造と排気管開放端部との間において排気管内に不活性材料の剛性球体を配置するステップを含んでいる。球体には、球体の選択された表面積に亘って、選択された質量を有する、銀、金、インジウム又はそれらの合金のうちの選択された１つである金属のコーティングが設けられており、さらに球体のコーティングされた領域には水銀が設けられており、これにより、制限及び選択された量の水銀がコーティング金属によって球体上に保持される。球体に保持される水銀の量は、球体上のコーティングの選択された質量によって制限される。この方法はさらに、排気管の開放端部をシールすることを含む。

本発明の別の特徴によれば、ランプの製造中に蛍光ランプの外管に制限された量の水銀を導入する方法が提供される。この方法は、排気管を備えた蛍光ランプを形成し、排気管は端部において開放しており、排気管開放端部を介してランプ外管の内部を排気し、排気管開放端部によってランプ内に不活性材料の剛性球体を配置するステップを含む。球体には、球体の選択された表面積に亘って、選択された質量を有する、銀、金、インジウム又はそれらの合金の選択された１つである金属のコーティングが設けられており、さらに球体のコーティングされた領域上に水銀が設けられており、これにより、制限及び選択された量の水銀がコーティング材料によって球体上に保持され、排気管の開放端部をシールする。球体上に保持される水銀の量は、球体上のコーティングの選択された質量によって制限される。

本発明のさらに別の特徴によれば、ランプの製造中に蛍光ランプ内に配置するためのキャリヤボディが提供される。キャリヤボディは、剛性不活性材料から成る球体と、球体の選択された表面積に亘って配置された、選択された質量を有する、銀、金、インジウム又はそれらの合金の選択された１つである金属のコーティングと、金属コーティング上に配置され、かつ金属コーティングの選択された質量によって許容されるまでの量で保持された水銀とを含む。つまり、キャリヤボディは、ランプ内に選択された量の水銀を搬入し、製造の完成時にランプをシールした後にランプ内に保持されるようになっている。

以下に、構造及び部材の組み合わせ及び方法ステップの様々な新規の詳細を含む、本発明の上記及びその他の特徴が、添付図面を参照により具体的に説明され、請求項において指摘される。本発明を具体化する特定の方法及び装置は実例としてのみ示されており、本発明の限定として示されていない。本発明の原理及び特徴は、発明の範囲から逸脱することなく様々な多数の実施形態において採用されるであろう。

参照される添付図面には、本発明の例示的な実施形態が示されており、これらの図面から本発明の新規の特徴及び利点が明らかになるであろう。

図１を参照すると、公知のコンパクトな蛍光ランプ１０には、アーク放電を維持するためのイオン性ガス状充填物を含む透光性外管１２が設けられていることが分かる。製造時、ランプ１０には公知の形式で排気管１４を介して充填物が供給される。適切な充填物は例えば、希ガス（例えばクリプトン及び／又はアルゴン）と水銀蒸気との混合物を含む。励起コイル１６は、外管１２内の凹みキャビティ１８内に配置されておりかつこの凹みキャビティから取外し可能である。例示のために、コイル１６は排気管１４の周囲に巻き付けられているものとして概略的に示されている。しかしながら、コイル１６は、排気管１４から間隔を置いて配置され、絶縁材料のコア（図示せず）の周囲に巻き付けられていても、所望のように、自由起立していてもよい（図示せず）。外管１２の内面はよく知られた形式で適切な蛍光物質２０でコーティングされている。例示されたタイプのランプにおいて、外管１２は、標準エジソン型ランプ口金を備えた高周波電源を含む口金アセンブリ（図示せず）の一端に嵌合する。

凹み、若しくは狭窄部２２（図２）は、排気管１４のティップオフ領域２４の近傍に配置されている。ティップオフ領域２４は、排気管を介してランプを排気した後に排気管の閉鎖端部２６（図４）を形成するためにシールされる若しくは“ティップオフ”される、排気管１４の自由端部における領域である。

ランプが排気管１４を介して排気された後、適切な寸法及び形状のガラス球体２８が、ティップオフ領域２４における開口３０を介して排気管１４内へ挿入される。狭窄部分２が設けられていることと、球体２８の寸法及び形状とにより、球体は、狭窄部２２の、凹みキャビティ１８とは反対の側に留まる。最後に、前記のように、管の閉鎖された端部２６を形成するために排気管１４は球体２８の近傍の位置においてティップオフされる。

動作中、前記高周波電源による励起の結果コイル１６に電流が流れる。これにより、高周波磁界が外管１２内に形成され、この磁界は外管に含まれたガス状充填物をイオン化及び励起させ、環状の放電部３２を生じ、この放電部から紫外放射を放射する。蛍光物質２０は紫外放射を吸収し、可視放射を放射する。

図４を参照すると、本発明に基づき、ガラス管１４内に配置されかつ管の狭窄部２２によって保持された球体２８が設けられていることが分かる。本発明によれば、球体２８は水銀キャリヤとして働く。

図５を参照すると、球体２８は、剛性不活性材料、通常ガラス、から成る球体であることが分かる。球体２８上には金属のコーティング３４が配置されている。金属は、銀、金、インジウム又はそれらの合金のうちの選択された１つである。コーティング金属の質量は、コーティング金属によって保持される水銀の量を決定する。所要の質量が計算され、コーティングの所望の厚さが決定されると、被覆されるべき球体の表面積が決定される。表面積は、球体の表面積全体であっても、又は球体の表面全体よりも少ないあらゆる部分であってもよく、この部分は図５に示されている。選択された表面積が、全面積より小さい場合には、コーティングは球体の表面上に１つの区分として配置されていると有利である。

水銀３６は金属コーティング３４に塗布されている。金属コーティング３４は、その選択された質量により、所定量の水銀を保持するために働く。実際には、３ｍｇまでの水銀量が、典型的な蛍光ランプガラス球体上に容易に得られる。約２ｍｇの供給量が通常は選択され、金属コーティングによって容易に支持される。コーティング３４及び水銀３６を備えた球体２８は、排気管１４内に配置され、管の開放端部は、符号２６（図４）で示したようにシールされる。

つまり、球体２８は、約３ｍｇから１ｍｇよりかなり少ない量までの極めて少量の水銀のランプへの供給を正確に制限するために働く。

球体２８は、アマルガムを支持するための、及び／又は球体２８及び／又はアマルガム球体を排気管内でスペーシングするための１つ以上の付加的なガラス球体と共に使用されてよい。

球体２８は、必ずしも排気管１４内に配置されている必要はない。むしろ、球体２８は排気管１４を介してランプ外管１２内へ供給されてもよい。この実施形態では、球体の導入前に管には狭窄部２２が設けられておらず、球体２８は外管に進入し、図１における符号２８′に位置する。排気管の開放端部はその後に狭窄され、アマルガム球体が使用されるならば、その後に閉鎖される。

つまり、ランプの製造中に蛍光ランプの外管に選択及び制限された量の水銀を導入するための方法が提供される。さらに、製造中にランプ内に配置するための、球体の形式の水銀キャリヤボディが提供され、この水銀キャリヤボディは、ランプに供給するための選択された量の水銀のみを保持する。

本発明の性質を説明するために本明細書に説明及び例示された、詳細、材料、ステップ及び配列の多くの付加的な変更が、添付の請求項に示された本発明の原理及び範囲内で当業者によって行われるであろうことが理解される。

本発明の具体化の実例としての、製造中の１つのタイプの蛍光ランプを示す概略的な断面図である。

図１のランプの排気管部分の断面図であり、管部分は、球体ボディを保持するための狭窄部分を備えて示されている。

図２と同様の図であるが、狭窄部分に載置された球体ボディの形式の水銀キャリヤを含んでいる。

図３と同様の図であるが、閉鎖された管の端部を示している。

本発明の具体化の実例としての、水銀キャリヤの１つの形式を示す拡大された側面図である。

符号の説明

１０ 蛍光ランプ、 １２ 外管、 １４ 排気管、 １６ 励起コイル、 １８ 凹みキャビティ、 ２０ 蛍光物質、 ２２ 狭窄部、 ２４ ティップオフ領域、 ２６ 閉鎖端部、 ２８ 球体、 ３０ 開口、 ３２ 放電部、 ３４ コーティング、 ３６ 水銀

Claims (21)

1. 蛍光ランプの製造中に該蛍光ランプの外管内に制限された量の水銀を導入する方法において、該方法が、
   ａ）排気管を備えた蛍光ランプを形成し、前記排気管が遠位端部において開放しておりかつ保持構造を有しており、
   ｂ）排気管開放端部を介してランプ外管の内部を排気し、
   ｃ）保持構造と排気管開放端部との間において排気管内に不活性材料から成る剛性の球体状キャリヤボディを配置し、該球体状キャリヤボディが、該球体状キャリヤボディの選択された表面積に亘って、選択された質量の、銀、金、インジウム又はそれらの合金のうちの選択された１つである金属から成るコーティングを有しておりかつ、球体のコーティングされた領域に水銀を有しており、これにより、制限された量の水銀が金属コーティングによって保持され、
   ｄ）排気管の開放端部をシールし、
   ｅ）球体上に保持されひいてはランプ内に導入される水銀の量が、球体上の金属コーティングの領域によって制限されるようになっていることを特徴とする、蛍光ランプの製造中に該蛍光ランプの外管内に制限された量の水銀を導入する方法。
2. 前記選択された表面積が、球体状キャリヤボディの表面の全体を含む、請求項１記載の方法。
3. 前記選択された表面積が、球体状キャリヤボディの表面の全体よりも少ない、請求項１記載の方法。
4. 前記コーティングが、銀又は銀合金のうちの選択された１つである、請求項１記載の方法。
5. 球体状キャリヤボディ上に保持される水銀の量が１ｍｇ〜３ｍｇである、請求項１記載の方法。
6. 水銀の保持される量が、約２ｍｇである、請求項５記載の方法。
7. 前記選択された表面積が、表面積の一部分である、請求項１記載の方法。
8. 蛍光ランプの製造中に該蛍光ランプの外管内に制限された量の水銀を導入するために、水銀又はアマルガムが選択されるステップを含む、請求項１記載の方法。
9. 前記排気管の開放端部の近傍に球体保持構造が設けられている、請求項１記載の方法。
10. 蛍光ランプの製造中に該蛍光ランプ内に配置するためのボディにおいて、該ボディが、
    剛性で不活性の材料から形成されておりかつ球体状であり、
    前記ボディの選択された表面積に亘って、選択された質量を有する、銀、金、インジウム又はそれらの合金を含む金属のコーティングが配置されており、
    該金属コーティング上に水銀が配置されており、これにより、該水銀が、前記金属コーティングの選択された質量によって許容されるまでの量で保持されており、
    前記ボディが、ランプをシールした後にランプ内に保持され、ランプ内に許容された量の水銀を導入するようになっていることを特徴とする、蛍光ランプの製造中に該蛍光ランプ内に配置するためのボディ。
11. 剛性で不活性の材料がガラスである、請求項１０記載のボディ。
12. 前記コーティングが、銀又はアマルガムのうちの１つから形成されている、請求項１０記載のボディ。
13. 前記ボディの選択された表面が、前記ボディの表面全体を含む、請求項１０記載のボディ。
14. 前記ボディの前記選択された表面が、前記ボディの表面全体よりも小さい、請求項１０記載のボディ。
15. ボディによって保持される水銀の量が１ｍｇ〜３ｍｇである、請求項１０記載のボディ。
16. ボディによって保持される水銀の量が２ｍｇである、請求項１５記載のボディ。
17. 前記ボディの選択された表面積が、表面積の一部分である、請求項１０記載のボディ。
18. 前記ボディが、ランプ内に配置されかつランプの製造の完成時にシールされる排気管内に配置されかつ保持されている、請求項１０記載のボディ。
19. 前記ボディが、排気管の閉鎖された端部の近傍において排気管内に保持されている、請求項１８記載のボディ。
20. 閉鎖されかつ請求項１０に記載のボディを含む排気管を備えた蛍光ランプ。
21. 排気管の開放端部の近傍にボディ保持構造が設けられている、請求項２０記載の蛍光ランプ。

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