JPH0536378A - 屈曲形けい光ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】曲げ部における強度の低下および黒化の発生を
防止した屈曲形けい光ランプを提供する。 【構成】ガラス管を屈曲して形成したバルブ１の内面に
けい光体被膜５を形成し、このけい光体被膜５と上記バ
ルブ１との間に金属酸化膜からなる保護膜４を形成した
屈曲形けい光ランプにおいて、上記保護膜４は、上記バ
ルブの屈曲部２のみに形成する、または屈曲部の膜厚を
他の箇所より厚くしたことを特徴とする。 【作用】バルブの曲げ部でけい光体がガラス壁に食い込
むのが防止され、強度低下を防止し、かつナトリウムの
析出による黒化の発生を防止する。直線部では保護膜を
無くする、または保護膜の膜厚を薄くしたので、保護膜
の剥離が発生せず、可視光の吸収もなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガラス管を屈曲してＵ
字形に形成したり、またはＵ字管を複数本接合して屈曲
形のバルブを形成してなるけい光ランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、ガラス管をＵ字形に屈曲したけい
光ランプ、またはＵ字管を複数本繋いでＷ字形等の屈曲
形に形成したけい光ランプが開発されており、コンパク
ト形けい光ランプなどと呼ばれている。

【０００３】この種のランプは、小形、コンパクトであ
るが、大きさに比較して光出力を相対的に大きくするた
め管壁負荷を高くしてある。例えば、ＦＤＬ２７形の場
合、当社製品では管壁負荷が約１５×１０^-2Ｗ／cm² 程
度に設定されており、全光束は１５５０lmとなってい
る。

【０００４】このようなランプは管壁負荷が高いため、
バルブの温度が上昇し易く、このためガラス管からナト
リウムＮａが析出することが心配される。つまり、この
種のランプのガラス管は、ソーダライムガラスまたは鉛
ガラス（主として鉛ガラス）を用いており、これらのガ
ラスは数％ないし１０数％程度のナトリウムを含んでい
るため、高温度雰囲気に置かれるとナトリウムが析出す
る。ランプにおいて上記のようにナトリウムが析出する
と、管壁の黒化を招き、光束維持率を低下させる不具合
がある。

【０００５】一方、上記のような高温度で点灯されるけ
い光ランプの場合、けい光体がガラス壁に食い込む現象
が見られ、このような場合はガラスの強度が著しく低下
し、バルブの破損を招く心配がある。

【０００６】このような不具合を防止するため、この種
の屈曲形けい光ランプに、従来のけい光ランプで既に採
用されている保護膜を形成することが検討されている。
つまり、このものは、バルブの内面とけい光体被膜との
間に、酸化アルミニウムＡｌ₂ Ｏ₃ や酸化珪素ＳｉＯ₂
などのような高融点金属からなる保護膜を形成するもの
であり、このような保護膜はガラス壁からナトリウムが
析出するのを防止し、またけい光体がガラス壁に食い込
むのを阻止する作用を奏する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような保護膜を有
するＵ字形けい光ランプを製造するには、直管形ガラス
管をＵ字形に屈曲成形したのち、このＵ字形ガラス管の
内面に上記保護膜材料の懸濁液を流し込み、開口端を下
向きにしてこの塗布液を流下させながらこの開口端から
空気を送りこんで、送風乾燥させるようにしている。そ
して、さらに、このＵ字形ガラス管の内面にけい光体の
懸濁液を流し込み、上記と同様にして、開口端を下向き
にしてこの開口端から送風し、けい光体塗布液を乾燥さ
せるようにしている。

【０００８】しかしながら、このような塗布手段により
形成された高融点金属からなる保護膜およびけい光体被
膜は、両被膜ともに開口部側で膜厚が厚くなり、開口部
から奥に位置する屈曲部では膜厚が薄くなる。

【０００９】けい光体がガラス壁に食い込むことによる
バルブ強度の低下を防止する目的で上記高融点金属から
なる保護膜を形成する場合は、ある程度の膜厚を必要と
する。しかしながら、膜厚が過度に大きい場合は、膜の
剥離が発生し易くなり、歩留まりが低下するとともに、
この保護膜が可視光を吸収して明るさを低下させる不具
合がある。

【００１０】ところが、屈曲形ガラス管は、直管形ガラ
ス管を曲加工して形成するため、曲げ部分の肉厚、特に
曲げ外側の管壁が伸びるのでガラス壁の肉厚が薄くな
り、強度が低下する。さらに、ランプの取扱い時には直
線部を掴む場合が多いので曲げ部に応力が発生し易くな
り、曲げ部が破損し易い。

【００１１】したがって、このように、もともと曲げ加
工上の理由で機械的強度の弱い曲げ部で、けい光体がガ
ラス壁に食い込む現象が発生すると、一層強度の低下を
招く不具合がある。

【００１２】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、曲げ部における強
度の低下および黒化の発生を防止することができる屈曲
形けい光ランプを提供しようとするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、ガラス管を屈
曲して形成したバルブの内面にけい光体被膜を形成し、
このけい光体被膜と上記バルブとの間に金属酸化膜から
なる保護膜を形成した屈曲形けい光ランプにおいて、上
記保護膜は、上記バルブの屈曲部の膜厚を他の箇所より
厚く形成するか、屈曲部のみに形成したことを特徴とす
る。

【００１４】

【作用】本発明によると、屈曲部の保護膜を厚く形成し
たので、もともと曲げ可能による強度が低下している曲
げ部ではけい光体がガラス壁に食い込む現象が防止さ
れ、それ以上の強度低下を防止することができ、かつこ
の部分でナトリウムの析出による黒化の発生を防止する
ことができる。そして、屈曲部に連なる直線部では保護
膜を無くする、または保護膜の膜厚を薄くしたので、保
護膜の剥離が発生せず、可視光の吸収もなくなる。

【００１５】

【実施例）】以下本発明について、図１ないし図５に示
す一実施例にもとづき説明する。

【００１６】図２は屈曲形けい光ランプの斜視図であ
り、１は発光管バルブである。このバルブ１は、直管形
ガラスチューブをＵ字形に屈曲して構成されており、Ｕ
字形部分２の両端に、互いに並ぶ直線部３、３が形成さ
れている。

【００１７】上記バルブ１の内面には、図１に示すよう
に、全体に亘り酸化アルミニウムＡｌ₂ Ｏ₃ や酸化珪素
ＳｉＯ₂ などのような高融点金属からなる保護膜４が形
成されている。この場合、保護膜４の膜厚は図１の
（Ｂ）図、（Ｃ）図および（Ｄ）図に示す通り、屈曲部
２における膜厚ｔ_b が一番厚く、直線部３における屈曲
部２に近い部分の膜厚ｔ_c が次ぎに厚く、開口部の近傍
の膜厚ｔ_d は上記屈曲部２に近い部分の膜厚ｔ_c と同等
かまたは一番薄くなっている。つまり、保護膜４の膜厚
は屈曲部２の内面に形成されている箇所で最大であり、
直線部では薄く形成されている（ｔ_b ＞ｔ_c ≧ｔ_d ）。

【００１８】このような保護膜４の内面には、けい光体
被膜５が形成されている。けい光体被膜５は、全波長形
または３波長形あるいは５波長形のなんであってもよ
い。けい光体被膜５の膜厚は通常の製造により得られる
範囲でばらついていてもよく、実質的には開口部に近づ
くに応じて厚く形成されている。

【００１９】上記バルブ１の開口部には、それぞれで電
極マウント６、６が封装されている。これらマウント６
は、図３に示すように、バルブ１の開口端を封止したフ
レアステム７と、このステム７に気密に貫通された一対
のリ―ド線８，８と、これらリ―ド線８，８の先端間に
架設されたコイルフィラメント９とで構成されている。
なお、フィラメント９には図示しないエミッタが塗布さ
れている。

【００２０】バルブ１の少なくとも一端側のステム７に
は、主アマルガム収容用の細管１０が接続されており、
この細管１０はバルブ１の最冷部となるように外に向か
って突出されている。これら細管１０はステム７の一側
面に開口した通孔１１を介してバルブ１内の放電空間に
連通している。

【００２１】上記細管１０には主アマルガム１２が収容
されている。この主アマルガム１２は、インジウム、ビ
スマス、スズ、鉛およびこれらの金属を適当に混合させ
た合金に水銀を加えて構成されている。

【００２２】ステム７を貫通した一対のリ−ド線８、８
の一方には始動用アマルガム１３が接合されている。始
動用アマルガム１３は、ステンレスまたはニッケルなど
の金属片、あるいはモリブデン、タンタルもしくはニオ
ブなどからなる高融点金属片のからなるアマルガム支持
片１４の一面にインジウムなどのアマルガム形成金属１
５をメッキもしくは蒸着などにより被着したものであ
り、上記アマルガム支持片１４は上記リ−ド線８に溶接
されている。

【００２３】この場合、アマルガム支持片１４は、途中
をねじり変形する等の手段で上記アマルガム形成金属１
５をメッキもしくは蒸着した面が、ステム７側を向くよ
うに設定されている。つまり、アマルガム形成金属１５
はフィラメント９に正対しないように配置されている。
なお、バルブ１内にはアルゴンなどの不活性ガスが封入
されている。このようなバルブ１は図２に示すように、
口金２０に取付けられている。口金２０は、それぞれ合
成樹脂からなる口金ベ−ス２１と口金キャップ２２を接
合して構成され、口金ベ−ス２１には口金ピン２３…が
突設されている。

【００２４】上記バルブ１の両端部は口金キャップ２２
に形成した図示しない挿入孔に挿入され、口金キャップ
２２の内側に充填したシリコンなどの接着剤により口金
キャップ２２に接合されている。そして、各リード線８
が口金ピン２３に接続されているものである。このよう
に構成した屈曲形けい光ランプの作用について説明す
る。

【００２５】ランプが消灯されている時には、電極マウ
ント６近傍の始動用アマルガム１３およびバルブ１の一
端に突設した細管１０に収容した主アマルガム１２に吸
着されている。したがって管内の水銀蒸気圧は低くなっ
ている。

【００２６】ランプを消灯した直後は、浮遊水銀蒸気が
ステム７の通孔１１から、温度の低い細管１０内の主ア
マルガム１２に吸着されようとするが、主アマルガム１
２に向かって移動する過程で、放電空間と主アマルガム
１２との間の水銀蒸気の流れ途中に位置されている始動
用アマルガム１３に多く吸着される。

【００２７】そして、ランプを点灯させると、バルブ１
の両端部に設置したフィラメント９，９間でア―ク放電
が発生する。この時フィラメント９の近傍に位置してリ
−ド線８に取付けられている始動用アマルガム１３は、
それぞれフィラメント９からの輻射熱によって加熱され
るので、上記消灯時に吸着していた水銀を放出する。こ
れにより放電路に水銀蒸気が迅速に拡散され、放電路内
の水銀蒸気圧が素早く上昇する。したがって、光束立上
がり時間が短縮される。

【００２８】このような作用をなす上記実施例のけい光
ランプにおいては、バルブ１の内面とけい光体被膜５と
の間に、酸化アルミニウムＡｌ₂ Ｏ₃ や酸化珪素ＳｉＯ
₂ などのような高融点金属からなる保護膜４を形成した
ので、この保護膜４はガラス壁からナトリウムが析出す
るのを防止し、またけい光体がガラス壁に食い込むのを
阻止する。よって、ナトリウムの析出による黒化を防止
して光束維持率を高め、またけい光体のガラス壁食込み
現象によるガラスの強度低下を防止する。

【００２９】そして、本実施例の場合、保護膜４の膜厚
は屈曲部２の内面の箇所が最大とし、直線部３では薄く
形成してある（ｔ_b ＞ｔ_c ≧ｔ_d ）から、本来的に機械
的強度が低い屈曲部２におけるけい光体のガラス壁への
食込み現象を防止し、屈曲部２の強度低下を防止する。
一方、屈曲部２以外の直線部３、３では保護膜４の膜厚
を薄くしてあるので、保護膜４の剥離や、可視光の吸収
が少なくなる。このような保護膜４の効果について、実
験結果を加えて説明する。

【００３０】ＦＤＬ２７タイプのＵ字形けい光ランプ
は、管径１７．５mm、管長１３５mmとされており、管壁
負荷が約１５×１０^-2Ｗ／cm² であり、バルブの内面に
酸化アルミニウムＡｌ₂ Ｏ₃ からなる保護膜４を形成し
てある。なお、けい光体被膜は３波長形けい光体を用い
ている。

【００３１】このようなＦＤＬ２７タイプの従来のラン
プにおいて、図１に示すｂ部、ｃ部およびｄ部に該当す
る場所のガラス肉厚および保護膜４の膜厚を測定する
と、下記表１のような寸法である。

【００３２】

【表１】

【００３３】この表１から、屈曲部２の外側の肉厚は他
の箇所に比べて薄く、機械的強度が低いことが理解で
き、同時に屈曲部２の保護膜４の膜厚も他の箇所に比べ
て薄いことが判る。

【００３４】このようなことから、屈曲部２の強度をあ
る程度以上に保つため保護膜４の膜厚を検討した結果、
図４に示す通り、屈曲部２では酸化アルミニウムＡｌ₂
Ｏ₃からなる保護膜４の膜厚を１．７μｍ以上、ばらつ
きを考慮すると好ましくは２．０μｍ以上であればよい
ことが判った。

【００３５】そこで、保護膜４の膜厚を種々変えて各種
実験を行った。表２は、保護膜４の各場所による膜厚
と、保護膜の剥れ発生率の関係を示すものである。

【００３６】

【表２】

【００３７】上記表２から、サンプルＮｏ４およびＮｏ
５のバルブは保護膜の剥れを防止することができるもの
と判り、これらはいづれもｔ_b ＞ｔ_c ≧ｔ_d の関係を満
足しているものである。さらに、上記サンプルＮｏ２な
いしＮｏ５のランプについて、２０００時間点灯後のｃ
部の光束維持率について調べたところ、図５に示す特性
を得た。

【００３８】２０００時間点灯後の光束維持率は８０％
以上であれば良いと判断され、したがってｃ部における
保護膜４の膜厚ｔ_c は０．５μｍ以上であれば実用上で
支障を生じないことが判る。

【００３９】このようなことから、屈曲部２における保
護膜４の膜厚ｔ_b を２．０μｍ以上にし、直線部３にお
ける保護膜４の膜厚ｔ_c ≧ｔ_d は屈曲部２の膜厚ｔ_b よ
り薄くし、しかしながら０．５μｍ以上であればよいこ
とが判る。

【００４０】このような構成であれば、ガラス壁からナ
トリウムが析出するのを防止して黒化を防止し、よって
光束維持率を高め、またけい光体がガラス壁に食い込む
のを阻止してガラスの強度低下を防止することができ
る。また、保護膜４の剥れを防止し、歩留まりの向上に
有効である。

【００４１】なお、直線部３に比べて屈曲部２の保護膜
４の膜厚を大きくするには、開口部を上向きにして保護
膜４を乾燥させるようにすれば、乾燥過程で塗布液の流
れにより屈曲部２の膜厚を大きくすることができる。

【００４２】なお、上記実施例に記載したランプは、始
動用アマルガム１３が熱衝撃やイオン衝撃を受けてもア
マルガム形成金属、つまりインジウム１５がアマルガム
支持片１４から飛散するのを防止することができるよう
に構成している。

【００４３】すなわち、本実施例においては図３に示す
ように、アマルガム支持片１４の途中をねじり変形する
等の手段で上記アマルガム形成金属１５をメッキもしく
は蒸着した面が、ステム７側を向くように設定してあ
り、フィラメント９に正対しないように配置されている
ので、インジウム１５がフィラメント９からの熱衝撃や
イオン衝撃を受けることが少なくなる。このためインジ
ウム１５の飛散が防止され、バルブ壁の内面に付着する
などの不具合が防止される。よって、インジウム１５が
アマルガム支持片１４に残り、このインジウム１５がフ
ィラメントの熱を素早く受けて、水銀の蒸発を促し、水
銀蒸気圧の上昇が早く、光束の立上がりを迅速にする。
なお、本発明は上記実施例に制約されるものではない。

【００４４】すなわち、上記実施例の場合、保護膜４の
膜厚を屈曲部２の内面の箇所が最大とし、直線部３では
薄く形成した（ｔ_b ＞ｔ_c ≧ｔ_d ）。つまり、直線部３
に保護膜４を形成し膜厚を０．５μｍ以上としたが、本
発明は図６に示す他の実施例のように、屈曲部２のみに
保護膜４を形成し、直線部３には設けないようにしても
よい。また、本発明はＵ字形けい光ランプに限らず、Ｕ
字管を２本以上横にまたは前後に並べて接続した屈曲形
けい光ランプであっても実施可能である。

【００４５】さらに、本発明は、管壁負荷が比較的大き
いものにおいてバルブ温度が著しいので有効であり、管
壁負荷が１０×１０^-2Ｗ／cm² のランプに適用して特に
効果がある。そして、このようなことから、本発明はア
マルガムを用いるランプに適用して好ましいが、通常の
純水銀を用いたけい光ランプであっても実施可能であ
る。

【００４６】

【発明の効果】以上説明した通り本発明によると、屈曲
部の金属酸化膜からなる保護膜を他の箇所より厚く形成
したので、もともと曲げ加工による強度が低下している
この曲げ部でけい光体がガラス壁に食い込む現象が防止
され、それ以上の強度低下を防止することができ、かつ
この部分でナトリウムの析出による黒化の発生を防止す
ることができる。そして、屈曲部に連なる直線部では保
護膜を無くする、または保護膜の膜厚を薄くしたので、
保護膜の剥離が発生せず、可視光の吸収もなくなるなど
の利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すＵ字形けい光ランプの
バルブを示し、（Ａ）図は一部断面した正面図、（Ｂ）
図、（Ｃ）図および（Ｄ）図はそれぞれ上記（Ａ）図中
ａ部、ｂ部およびｃ部の拡大した断面図。

【図２】同実施例のＵ字形けい光ランプの全体を示す斜
視図。

【図３】同実施例のバルブの端部を示す断面図。

【図４】同実施例の保護膜の膜厚と屈曲部の強度の関係
を示す特性図。

【図５】同実施例の保護膜の膜厚と光束維持率の関係を
示す特性図。

【図６】本発明の他の実施例を示すＵ字形けい光ランプ
のバルブを示す一部断面した正面図。

【符号の説明】

１…バルブ、２…屈曲部、３…直線部、４…保護膜、５
…けい光体被膜、６…マウント、８…リ−ド線、９…フ
ィラメント、１２…主アマルガム、１３…始動用アマル
ガム、２０…口金。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス管を屈曲して形成したバルブの内
   面にけい光体被膜を形成し、このけい光体被膜と上記バ
   ルブとの間に金属酸化膜からなる保護膜を形成した屈曲
   形けい光ランプにおいて、 上記保護膜は、上記バルブの屈曲部における膜厚を他の
   箇所より厚く形成したことを特徴とする屈曲形けい光ラ
   ンプ。
2. 【請求項２】 上記保護膜は、上記バルブの屈曲部のみ
   に形成したことを特徴とする請求項１に記載の屈曲形け
   い光ランプ。