JPH0324010B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は管内水銀蒸気圧をアマルガムで制御す
るようはした低圧水銀蒸気放電灯に係り、特にそ
のアマルガムを発光管端部の細管内に固定するた
めの方法に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕 一般にけい光ランプに代表される低圧水銀蒸気
放電灯では、管壁温度が40℃前後で、水銀蒸気圧
が約６×10^-3mmHgの時に、供給された電力を紫
外線に変換する効率が最高となるように設計され
ているので、例えばこのけい光ランプを電球形の
外囲器内に収容容して点灯させると、周囲温度の
上昇に伴つて水銀蒸気圧が上記値を上回り、光出
力が低下する等の問題が生じる。

このようにけい光ランプを温度的に厳しい条件
下で点灯使用する場合には、けい光ランプ内の水
銀蒸気圧を、純水銀よりも蒸気圧の低いアマルガ
ムを用いて適当な範囲内に制御する方法が有効と
されている。

ところで、従来この種のアマルガムは、ランプ
端部のステム壁面に取り付ける場合が多いが、こ
のアマルガムはランプの温度によつて固体あるい
は固体と液体との共存状態に置かれて点灯中流出
し易いので、本発明者らはアマルガムをステムか
ら延びる細管内に封入することを試みている。

ところが、この封入後にアマルガムが細管内の
定位置に固着されていないと、例えばランプの点
灯方向を変えた時にアマルガムが細管内を移動す
ることがあり得る。この場合、たとえ同一の細管
といえども、その封止端と放電空間側の端部とで
は温度差が生じるので、アマルガム設置部分の温
度も点灯方向等に応じて変動し易く、蒸気圧の制
御特性にばらつきが生じる虞れがある。したがつ
て、アマルガムを細管内に封入する場合には、こ
の細管内の定位置に移動不能に固着することが望
ましいが、従来ではアマルガムを細管内に簡単か
つ確実に固着する方法が見当らず、この打開策が
要望されていた。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情にもとづいてなされた
もので、細管内の定位置にアマルガムもしくはマ
ルガム形成金属を簡単かつ確実に固定できる低圧
水銀蒸気放電灯の製造方法を得ることを目的とす
る。

〔発明の概要〕

すなわち、本発明方法は上記目的を達成するた
め、ガラス製の細管内に、アマルガムもしくはア
マルガム形成金属を封入した後、この細管を溶融
軟化状態にまで加熱せしめて気密に溶断封止する
とともに、この溶断封止後の高温状態にある封止
部に上記アマルガムもしくはマルガム形成金属を
接触させることによりアマルガムもしくはマルガ
ム形成金属を上記封止部に一体的に溶着させるよ
うにしたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を、ポール電球形の照明
装置に適用した図面にもとづいて説明する。

まず、この照明装置の構造から説明すると、第
１図中１は合成樹脂のカバーであり、カバー１の
一端頂部には口金２が取着されている。カバー１
の他端開口部には略球状のグローブ３が被冠され
ており、これらカバー１とグローブ３とによつて
ボール形の白熱電球に近似された外囲器４が構成
されている。

外囲器４内には低圧水銀蒸気放電灯として代表
的なけい光ランプ５と、このけい光ランプ５の始
動素子としての点灯管６および放電安定素子とし
てのチヨークコイル形安定器７が一体的に収容さ
れている。けい光ランプ５の発光管８は、直管状
をなしたガラスバルブをその両端部９，９間の中
央で略Ｕ字状に曲成するとともに、この第１曲成
部１０と両端部９，９との間を、上記Ｕ字形を含
む平面と略直交する方向に略Ｕ字状に曲成して１
対の第２曲成部１１，１１を形成したもので、両
端部９，９と第１曲成部１０とが互に隣接して同
方向に位置された形状をなしている。この発光管
８の内面にはけい光体被腹１２が被着されている
とともに、両端部９，９には、第３図に示したよ
うにマウント１３のフレア部１４が夫々封着され
ている。フレア部１４に連なるステム管１５には
内部リード線１６，１６が封止されており、これ
らリード線１６，１６間に電極としてのフイラメ
ント１７が継線されている。また各マウント１３
のステム管１５から導出された細管１８ａ，１８
ｂは、上記フイラメント１７に近接するステム管
１５の先端部に開口されており、この細管１８
ａ，１８ｂを通じて発光管８内の排気および所定
量の不活性ガスの封入が行なわれる。

なお、このようなけい光ランプ５は、両端部
９，９および第１曲成部１０を口金２側に向けた
姿勢で外囲器４内に収容されており、そのフイラ
メント１７が点灯管６はもちろん、安定器７を介
して口金２と接続されている。

ところで、上記発光管８の一端側の細管１８ｂ
内には、定常点灯時での管内水銀蒸気圧を制御す
るアマルガム１９が設置されている。ここで、上
記一方の細管１８ｂの途中には、細管１８ｂへの
アマルガム１９の封入時に、このアマルガム１９
が発光管８内に落下するのを阻止する縮径部２０
が設けられており、これに対し他方の細管１８ａ
はアマルガムが封入されないので、上述の如き縮
径部は設けられておらずストレートとなつてい
る。なお、上記アマルガム１９の代りに最初にア
マルガム形成金属と水銀とを別別に細管１８ｂお
よび発光管８内に封入しておき、この後アマルガ
ム形成金属を細管１８ｂ内でアマルガム化させる
ようにしても良い。

上記アマルガム１９は、本実施例の場合インジ
ウム（In），ビスマス（Bi），スズ（Sn），鉛
（Pb）等の各種金属の合金に水銀（Hg）を加え
て略球状に形成したものであり、上記一方の細管
１８ｂの封止部２５に一体的に移動不能に溶着さ
れている。そしてこのアマルガム１９は、その動
作温度が定常点灯時での外囲器４内の雰囲気温
度、つまり略70℃〜90℃に達した時に、発光管８
内の水銀量を紫外線に変換する効率が最高となる
６×10^-3mmHg付近に制御するようになつている。

また本実施例のけい光ランプ５では、上記アマ
ルガム１９よりもフイラメント１７に近接した高
温部分、つまりフイラメント１７と細管１８ｂの
開口端との間に位置して水銀ゲツタ２１が設置さ
れている。水銀ゲツタ２１はステンレス，ニツケ
ル，モリブデン製の金網あるいはプレートからな
る基体２２の表面に、少量のインジウム（In）を
メツキ又は蒸着によつて被着させたもので、この
基体２２の一端が上記内部リード線１６に溶接さ
れている。そしてこの水銀ゲツタ２１は、消灯時
のように発光管８内の温度が低い状態では管内の
浮遊水銀を吸着し、逆にランプ点灯時には吸着し
た水銀を発光管８内に放出するようになつてい
る。

このような構成の照明装置において、口金２を
電源側のソケツトに差込み、電源電圧を発光管８
に印加して始動させると、アマルガム１９は放電
による熱影響を受けて温度上昇し、発光管８内に
水銀を放出する。この放電により発光管８や細管
１８ｂの管壁温度が上昇するにつれて、細管１８
ｂ内のアマルガム１９の温度が徐徐に上昇し、こ
の温度上昇に見合つた量の水銀が発光管８内に放
出される。そして始動後、光出力がピーク値を経
て定常状態に移行した時点では、アマルガム１９
の水銀は全て蒸発し、これ以降の管内水銀蒸気圧
はアマルガム１９の設置部分の温度で定まる蒸気
圧、すなわち紫外線の変換効率が最高となる６×
10^-3mmHg付近の値に制御される。

一方、このような動作状態にあるけい光ランプ
５を消灯すると、温度の低下に伴つて発光管８内
の浮遊水銀はアマルガム１９に吸着され始める。
この際、アマルガム１９は細管１８ｂ内に収容さ
れているから、発光管８内の浮遊水銀は細管１８
ｂの開口端に向つて流れる。

そしてこの浮遊水銀が集合してくる細管１８ｂ
の開口端近傍に、上記水銀ゲツタ２１が位置して
おり、かつ消灯時のインジウム−水銀の蒸気圧
は、アマルガム１９の蒸気圧より低いので、上記
浮遊水銀の多くはこの水銀ゲツタ２１のインジウ
ムに吸着される。

したがつて、けい光ランプ５を再始動させる
と、水銀を吸着した水銀ケツタ２１は、フイラメ
ント１７からの輻射熱ばかりでなく、放電による
イオン衝撃を受けるので、急激に温度上昇し、充
分な量の水銀を速やかに発光管８内に放出する。
この結果、光出力の立ち上がりが略瞬時に行なわ
れ、立ち上がり特性を大幅に改善することができ
る。

次に、上述の如く管内水銀蒸気圧をアマルガム
１９によつて制御するようにしたけい光ランプ５
の製造手順について第４図ないし第６図を加えて
説明する。

まず第４図に示したように曲成以前の発光管
８、つまり直管状をなしたガラスバルブの両端開
口部に、夫々フイラメント１７や細管１８等の組
み付けが完了したマウント１３のフレア部１４を
封着する。なお、第４図には、アマルガム１９が
封入される一端開口部と縮径部２０を有する細管
１８ｂ，フイラメント１７等を図示してある。

引き続いてパルプの曲げ工程に入り、この工程
では、まずガラスバルブの長手方向中間部の第１
曲成予定部をバーナ等により加熱軟化させ、この
状態で略Ｕ字状に曲成することにより第１曲成部
１０を形成する。ついで、ガラスバルブの両端部
９，９と第１曲成部１０との間の第２曲成予定部
を同様に加熱軟化させ、この状態で上記Ｕ字形を
含む平面と略直交する方向に略Ｕ字状に曲成する
ことにより、１対の第２曲成部１１，１１を形成
する。このような２回の曲げにより概略鞍形状の
発光管８が形成される。

次に発光管８の両端から導出された細管１８
ａ，１８ｂのうち、アマルガムの封入されない一
方の細管１８ａを予めシールより好ましくは溶断
封止（チツピング）しておき、他方の細管１８ｂ
を排気装置に接続することより、発光管８内の排
気を行う。そしてこの排気時には、発光管８を全
体的に加熱して、発光管８，マウント１３および
フイラメント１７等に含まれる不純物の排出を行
う。なお、この発光管８内の排気を行うに当つて
は、片側排気ばかりでなく、両方の細管１８ａ，
１８ｂを利用した両側排気としても良い。

このようにして発光管８内の排気が完了したな
らば、この排気装置および排気側の細管１８ｂを
通じて発光管８内に所定量の不活性ガスを封入す
るとともに、第５図に示したように上記排気装置
を利用して略球状のアマルガム１９を封入する。
この時、アマルガム１９は細管１８ｂの縮径部２
０にひつかかり、発光管８内へ落下することはな
い。

次に第６図に示したように、上記排気装置に組
み込まれたバーナ２３，２３を用いて、細管１８
の途中を溶融軟化状態にまで加熱せしめ、溶融し
たガラス局部的に集合された溶融軟化部２４を形
成する。引き続いて例えば細管１８を軸方向に引
張ることにより、上記細管１８を溶融軟化部２４
の部分で気密に溶断封止し、封止部２５を形成す
る。そして封止後、上記溶融軟化部２４又は封止
部２５がまだ冷えないで高温状態にあるうち発光
管８を上下反転させてアマルガム１９を上記溶融
軟化部２４又は封止部２５に接触させ、これによ
りアマルガム１９を上記溶融軟化部２４又は封止
部２５に溶着させることによつて固着させる。す
なわちこの細管１８内の封止部２５側に移動不能
に位置決め固定する。

なお、上記アマルガム１９の代りにアマルガム
形成金属を用いる場合には、このアマルガム形成
金属をアマルガム１９の時と同様にして細管１８
ｂ内の封止部２５に溶着した後、反対側の細管１
８ａを通じて発光管８内に所定量の水銀の封入を
行う。

このような製造方法によれば、アマルガム１９
は細管１８を封止切つた後に、その溶融されたガ
ラス中に一体的に溶着されるので、この細管１８
の封止と同時にアマルガム１９を細管１８内の定
位置に移動不能に固定することができ、アマルガ
ム１９の固定作業を簡単かつ確実に行なえる。

しかも、上記実施例の場合、アマルガム１９そ
のものを細管１８ｂ内に封入したので、このアマ
ルガム１９は高温状態にあるガラスとの接触によ
つて昇温され、水銀を発光管８内に放出すること
になり、また本実施例の場合は細管１８の開口近
傍に水銀ゲツタ２１が位置されているから、管内
に放出された水銀は既に述べたように温度の低下
に伴つて水銀ゲツタ２１に吸着される。したがつ
て、初回点灯時においても水銀ゲツタ２１には既
に水銀が吸着された状態にあり、よつて初回点灯
時での光出力の立ち上がりが早くなり、立ち上が
り特性を改善できる利点がある。

なお、上述した実施例では電極近傍の高温部に
水銀ゲツタを設置したが、場合によつてはこの水
銀ゲツタを省略しても良い。

また本発明に係る低圧水銀蒸気放電灯は、電球
形の外囲器内に収容して点灯使用するものに限ら
ず、例えば高出力の直管形あるいは曲管形けい光
ランプのように外方に露出させて点灯するもの
や、点滅回数の多い複写器用光源としても同様に
適用可能である。

〔発明の効果〕

以上詳述した本発明方法によれば、アマルガム
もしくはアマルガム形成金属を、細管の封止と同
時にこの細管内の定位置に移動不能に固定するこ
とができ、したがつてアマルガムもしくはアマル
ガム形成金属の固定作業を簡単かつ確実に行なえ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は照明
装置の断面図、第２図はけい光ランプを一部断面
した斜視図、第３図は管端部の断面図、第４図な
いし第６図は製造工程を順を追つて示す断面図で
ある。 ８……発光管、１８……細管、１９……アマル
ガム、２４……溶融軟化部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガラス製発光管の端部に突設した細管にアマ
   ルガムを収容し、上記発光管内の水銀蒸気圧をこ
   のアマルガムで制御するようにした低圧水銀蒸気
   放電灯を製造する方法において、 上記細管内に、アマルガムもしくは管内の水銀
   と結合してアマルガムを形成するアマルガム形成
   金属を挿入する工程と、 この後上記細管を溶融軟化状態まで加熱してこ
   の溶融軟化部を溶断封止する工程と、 上記溶断封止後の高温状態にある封止部に上記
   アマルガムもしくはアマルガム形成金属を接触さ
   せることによりこのアマルガムもしくはアマルガ
   ム形成金属を上記封止部に一体的に溶着する工程
   と、 からなることを特徴とする低圧水銀蒸気放電灯の
   製造方法。