JPH0515025B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、蛍光ランプのような低圧ガス放電灯
の放電路を屈曲させ外管形状を小形にし白熱電球
に代替可能なようにした水銀蒸気放電灯の製造方
法に関する。

（従来の技術） 現在、一般照明用光源としては蛍光ランプがそ
の効率の良さ、面発光に近いグレアの少なさ、光
色の選択の広さなどから数多く使用されている。
しかしながら、効率が蛍光ランプの1/3〜1/5程度
の白熱電球もまだかなり使用されており、省エネ
ルギー化が強く叫ばれる現在では問題がある。

この現象は白熱電球が蛍光ランプにない小形・
高輝度で片口金の性状を有しているため照明器具
の設計の自由度が大きいこと、点光源に近いため
陰影を混じえたアクセント照明やムード照明を行
ないやすい点などがあるためである。

蛍光ランプにこの白熱電球の長所を持たせるた
め、蛍光ランプの小形化の試みが従来から考えら
れ、一部は実用化されている。例えば、蛍光ラン
プをＵ字形に曲げ従来の蛍光ランプの約1/2の長
さにし、片側に口金部を寄せたランプ（実公昭36
−3972号公報、実公昭36−27473号公報）が提案
されている。また、Ｕ字形の蛍光ランプを更に二
つ折り（ダブルＵ字形）にしランプ長を大きく保
ちつつ全体の形状を小形化し、このランプを外管
グローブ内に点灯装置と一体にしておさめ、Ｅ型
口金を付ける電球代替用のランプ（実開昭56−
8058号公報、実開昭56−52850号公報）が提案さ
れ、また類似構造のものも実用化されている。

しかしながら、Ｕ字形蛍光ランプは一般の直管
ランプの約1/2の長さに小形化されるが、電球の
ように小さくすると明るいと効率が低下してしま
う問題点がある。また、ダブルＵ字形ランプとし
たランプは、ダブルＵ字形の蛍光ランプ単体とし
ては高効率であるが、外管グローブ内に点灯装置
と一体にして電球代替用とした場合、点灯すると
グローブ内の温度が上り、ランプ内の水銀蒸気圧
が大幅に上昇し効率が低下してしまう欠点があつ
た。そこで、ランプ長を大きく保ちつつ、水銀蒸
気圧の上昇を抑制するため、水銀と希ガスを封入
した密閉外管内に、一端が開口し他端に電極を有
し外管バルブの底面に気密に装着されたＵ字形の
２本の内管より構成されたランプが提案されてい
る（特開昭54−44370号、特開昭57−44957号）。
このランプは効率を左右する水銀蒸気圧を決める
ランプの最冷点が外管壁にできるため点灯しても
水銀蒸気圧があまり過昇せず上記ダブルＵ字形ラ
ンプを内蔵した電球代替ランプより効率が改善さ
れる。

しかし、このランプは外管壁に水銀が付着し最
冷点となるため、ランプの点灯後最冷点の温度が
上昇するのに時間がかかるため、光束の上昇が遅
くなる問題点がある。特に、温度が低い場合安定
するまでに10〜15分間を要し、改善が望まれてい
た。これを改善する方法として、電極の近傍に水
銀と作用してアマルガムを形成する金属を少量設
置し、点灯直後にこのアマルガムより急激に水銀
を蒸発させ光束の立上り特性を改善する方法が提
案されている。

（発明が解決しようとする課題） 上記のような密閉外管内に一端が開口し他端が
電極と共に外管バルブの底面に気密に溶着した複
数の屈曲せる内管を設けた構造のランプの製造方
法として、外管バルブの底面と内管の一端を無機
接着剤を用いてセラミツク板などで気密に封着す
る方法がとられる。この方法は内管の放電路長を
長くとれるためこの種の電球代替ランプにといて
はよい製造方法である。しかしながら、このラン
プの電極近傍にアマルガム形成金属を設置してこ
のランプを作ると、無機接着剤の加熱溶融接着工
程に400〜500℃の加熱処理を経るため、アマルガ
ム形成金属が酸化し、ランプ完成後水銀と作用し
てアマルガムを形成しにくくなり、上記の光束の
立上り特性改善の効果が得られない問題点があつ
た。また、ランプ点灯後酸化金属より酸素が遊離
し、ランプ特性を低下させるなどの問題点もあつ
た。

本発明の目的は、かかる従来の問題点を解決す
るためになされたもので、外管バルブの底板に内
管の一端を無機接着剤で気密に封着して作る二重
管構造のランプにおいて、ランプ内に設置したア
マルガム形成金属が酸化する問題を解決し、アマ
ルガム形成金属を所定の位置に設置する水銀蒸気
放電灯の製造方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、ガラス製外管バルブの開口部を無機
接着剤によつて底板で気密に封着し、それぞれ一
端側が前記外管バルブ内の空間に開口し且つ他端
が前記外管バルブの前記底板に気密に封着され、
内部に電極を設けてなる一対の内管を前記外管バ
ルブ内に設置した二重管構造の水銀蒸気放電灯の
製造方法であつて、一端が金網又は多孔性物質で
覆われ、他端が開口したチユーブを、前記金網又
は多孔性物質で覆われた前記一端が前記内管内に
位置する部分をも含む前記外管バルブ内に位置す
るように前記底板に貫通して設置すること、前記
底板の前記外管バルブへの封着および前記内管他
端の前記底板への封着工程後に前記チユーブ内に
前記外管バルブの水銀と作用してアマルガムを形
成する金属を封入して該チユーブの他端開口を封
止すること、次いで前記外管バルブに設置された
排気管より排気すること、前記チユーブ内に前記
アマルガム形成金属を封入する時から前記外管バ
ルブ内の排気時までの間における任意の時間に前
記外管バルブの温度を前記アマルガム形成金属の
融点以上とし、前記アマルガム形成金属を溶融し
て前記チユーブ一端の前記金網又は多孔性物質に
溶着固定すること、その後電極加熱処理、前記外
管バルブ内への水銀封入、希ガス封入を行なうこ
とを含んで構成される。

（作用） 本発明に係る水銀蒸気放電灯の製造方法による
と、底板の外管バルブへの封着および内管端部の
底板への封着のための高温接着工程の完了後にア
マルガム形成金属を封入するのでその酸化が防止
され、また、アマルガム形成金属の融点以上に保
たれた金網又は多孔性物質にアマルガム形成金属
が溶けて付着固定され、その位置に保持される。

（実施例） 以下、この発明の水銀蒸気放電灯の製造方法を
その一実施例について更に詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す二重管ランプ
の排気工程前の斜視図である。蛍光ランプ１は光
透過性の径70mm、高さ100mmの外管バルブ２と外
管バルブ底板３とが排気後気密に保てるようにガ
ラスフリツトによつて溶着されている。外管バル
ブ２の中には、一端側の側部に形成された開口部
４を有し、他端に電極５を内部に通すように溶着
されたＵ字形の複数の内管６を有している。内管
６は径16mm、長さ180mmのＵ字管を使用し、内壁
に蛍光体層が被着されている。この内管６の電極
のない端部には一端が開口し他端がニツケル金網
７で覆われた径５mmのチユーブ８が金網で覆われ
た端部を内管６の中に突出するように底面３にガ
ラスフリツトにより溶着されている。底面３と外
管バルブ２、内管６、電極５、およびチユーブ８
とのガラスフリツトによる封着は一度に、あるい
は、何回かに分けて実施する。

一般にPbO−B₂O₃系の低融点ガラスフリツト
を使用する場合は450℃、15分の加熱工程を経て
密封封止する。この封止工程の加熱炉より蛍光ラ
ンプ１をチユーブ８が上方になるように取り出
し、チユーブ８の開口端より30mgのインジウム金
属を封入し封止する。その後、外管バルブに設け
た別の排気管を用いて通常の蛍光ランプの排気工
程に入る。排気工程では、ランプ１の温度が冷え
ている場合は加熱しつつ排気管より排気しなが
ら、電極５を通電加熱し電極物質を分解活性化す
ると共に、40mgの水銀とアルゴンガスを3.0トー
ル封入し排気管を封止する。この場合、インジウ
ム金属を封入する工程でインジウムの融点以上に
加熱されていなければランプの加熱温度は、アマ
ルガム形成金属であるインジウム金属の融点
（156℃）より高くすることがよい。この実施例で
は約300℃とした。アマルガム形成金属はこの工
程で溶融し、チユーブ８の金網７の面に溶着固定
される。インジウム金属を封入する工程でインジ
ウムの融点以上になつている場合は、排気工程の
温度はインジウムの融点以下でよく、省エネルギ
ー的な製造方法となる。

第２図は、小形蛍光ランプ１を、電流制限器９
と始動器１０を収納した点灯容器１１と一体にし
てＥ型口金１２を取付けて電球代替蛍光ランプ１
３としたものであり、第３図はその接続回路を示
す。

ランプの点灯は第３図に示すごとく、電源ソケ
ツトにＥ型口金１２を捩じ込み、電源が投入され
ると始動器１０、例えばグローランプを使用した
場合、グロー放電が起こりバイメタル電極が短絡
状態となり、２個の電極５に予熱電流が流れ電極
は十分熱せられ熱電子が放出される。この後グロ
ーランプは冷却されバイメタルが開放されるが、
このとき電流制限器９によつて高いインダクシヨ
ンキツク電圧がランプの両端の電極５，５間に発
生し、放電アークは２つの内管６においてその対
向する開口部４間に放電路を形成してつながり、
ランプが点灯する。ランプに封入された水銀はチ
ユーブ８の金網７に溶着しているアマルガム形成
金属７ａと作用し一部アマルガムを形成し、ま
た、一部は外管バルブ２の最冷点に附着する。

これらランプの周囲温度10℃に於ける点灯直後
の光出力変化を、この発明のアマルガムを設置し
ない同一形式のランプと比較して測定した。その
結果を第４図に示す。アマルガムのないランプ
（曲線）は、水銀の付着している外管壁の温度
が上るのに時間がかかるため光束の立上りが遅
く、安定まで約20分を要するが、この発明のアマ
ルガムを設置したランプ（曲線）は点灯すると
放電アークの近傍にあるアマルガムの温度が速く
上昇し、そこから急激に水銀が蒸発するため早い
光束の立上り特性を示す。このように、この発明
の製造方法によれば、アマルガム形成金属を酸化
させることがなく、また放電アーク近傍の所定位
置に設置されるので良好な結果が得られる。

他の実施例として、第５図に示すごとく、ラン
プの排気工程前に、他の部品の封着工程と同一時
にランプの排気管９とは別に、一端がステンレス
金網で覆われたチユーブ１０を金網１１で覆われ
た端部を２本の内管６の開口部の間にあるように
ガラスフリツトを用いて外管バルブ底板３と気密
に封着する。その後、ランプの温度が封入するア
マルガム形成金属の融点より高い間に、チユーブ
管にインジウム金属25mgを封入し、そのチユーブ
管を封止する。このときインジウム金属は温度の
高い金網面に落下して溶融し、金網面に溶着固定
される。その後、別に設けてある排気管９を利用
して、先の実施例と同様に排気工程を経て、電球
代替ランプを製作した。尚、カラスプリツト封止
工程での温度がアマルガム形成金属の融点以下に
下がる前にアマルガム形成金属を封入するので、
排気工程でのアマルガム形成金属の融点以上の昇
温はしなくてもよく、省エネルギー的に有効であ
る。

このランプの周囲温度10℃に於ける点灯後の光
束立上り特性を測定した。第６図に、アマルガム
を設置したランプ（曲線）の結果をアマルガム
の設置していない同種のランプ（曲線）と比較
して示す。この発明のアマルガム形成金属はラン
プ製造工程で酸化されていないため水銀と作用し
てよくアマルガム化され、しかも放電路近傍の所
定の位置に固定されてあるので点灯直後に早い温
度上昇が得られ従つて水銀蒸気圧が早く上昇し、
高い光出力が得られた。また、アマルガム形成金
属が酸化されていないので、点灯中にアマルガム
から放出ガスもなく長時間点灯後の黒化も光束の
低下特性も何ら悪い点が見られなかつた。

前述の実施例では、アマルガムを保持するチユ
ーブを放電路近傍に設置したが、これに限定され
るものでなく電極の熱もイオン衝撃を受けやすい
内管の電極側端部に設けても同様の効果が得られ
る。

また、アマルガム形成金属として、実施例では
インジウムを用いた例を示したが、これに限定さ
れるものでなくガラスフリツトなどの無機接着剤
の融解する温度以下の融点を持つアマルガム形成
金属、例えば、ガドミウム（321℃）、ビスマス
（271℃）、鉛（327℃）、スズ（232℃）などの金
属、或いは合金であつてもよい。

また、チユーブを覆う部材を金属としたがこれ
に限定されるものでなく、無機多孔質材、金属ス
ポンジ材、あるいは無機フアイバー材なども用い
られることは言うまでもない。

（発明の効果） この発明は以上説明したとおり、外管バルブの
セラミツク底板と内管の一端を無機接着剤を用い
て気密に封着して作る二重管構造の蛍光ランプに
於て、点灯直後の光束立上り特性を改良する目的
で封入するアマルガム形成金属が、そのランプの
接着封止工程で酸化してしまうのを防止すると共
に、アマルガムを放電アークの所定の位置に設置
するためになされたものであり、外管バルブのセ
ラミツク底板に内管の一端をガラスフリツトなど
の無機接着剤で封着する工程時、あるいはその後
の工程に、一端が金網のような多孔性物質で覆わ
れ、他端が開口したチユーブをセラミツク底板か
らランプ内に多孔性物質で覆われたチユーブ端が
突出するように設け、その後アマルガム形成金属
の融点以上の温度に保たれている間に該チユーブ
内にアマルガム形成金属を封入し、その後該チユ
ーブの開口端を封止し、その後別にある排気管よ
り排気しつつ通常のランプ排気工程を経てランプ
を作ることを特徴とするランプ製造方法である。

このような本発明の製造方法によれば、外管バ
ルブのセラミツク底板に内管の端部を接着する高
温製造工程後にアマルガム形成金属を封入するの
で、その酸化を防止することができ、また、チユ
ーブ端の金網又は多孔性物質に溶着固定されるの
でランプ完成後十分にアマルガム化し、その点灯
後の光束立上り特性の改善効果が大であり、また
点灯中の特性低下も見られない良い結果を示すも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す二重管ラン
プの排気工程前の斜視図、第２図は小形蛍光ラン
プをＥ型口金を取付けて電球代替蛍光ランプとし
て示す斜視図、第３図は第２図に示される電球代
替蛍光ランプの接続回路図、第４図はアマルガム
を設置しないランプと設置したランプとの光出力
変化を示す図、第５図は本発明の他の実施例に係
る二重管ランプの排気工程前の斜視図、第６図は
第５図のアマルガムを設置したランプと設置しな
い他のランプとの光出力変化を示す図である。 １……蛍光ランプ、２……外管バルブ、３……
外管バルブ底板、４……開口部、５……電極、６
……内管、８……チユーブ、１２……Ｅ型口金、
１３……電球代替蛍光ランプ。なお、図中同一符
号は同一部分又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ガラス製外管バルブの開口部を無機接着剤に
   よつて底板で気密に封着し、それぞれ一端側が前
   記外管バルブ内の空間に開口し且つ他端が前記外
   管バルブの前記底板に気密に封着され、内部に電
   極を設けてなる一対の内管を前記外管バルブ内に
   設置した二重管構造の水銀蒸気放電灯の製造方法
   であつて、一端が金網又は多孔性物質で覆われ、
   他端が開口したチユーブを、前記金網又は多孔性
   物質で覆われた前記一端が前記内管内に位置する
   部分をも含む前記外管バルブ内に位置するように
   前記底板に貫通して設置すること、前記底板の前
   記外管バルブへの封着および前記内管他端の前記
   底板への封着工程後に前記チユーブ内に前記外管
   バルブの水銀と作用してアマルガムを形成する金
   属を封入して該チユーブの他端開口を封止するこ
   と、次いで前記外管バルブに設置された排気管よ
   り排気すること、前記チユーブ内に前記アマルガ
   ム形成金属を封入する時から前記外管バルブ内の
   排気時までの間における任意の時間に前記外管バ
   ルブの温度を前記アマルガム形成金属の融点以上
   とし、前記アマルガム形成金属を溶融して前記チ
   ユーブ一端の前記金網又は多孔性物質に溶着固定
   すること、その後電極加熱処理、前記外管バルブ
   内への水銀封入、希ガス封入を行なうことを含ん
   でなる水銀蒸気放電灯の製造方法。