JPH06111774A - 低圧水銀蒸気放電灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】水銀合金または水銀放出構体の加熱時に支持金
属が高温に加熱されるのを防止して不純ガスの発生を抑
止する低圧水銀蒸気放電灯を提供する。 【構成】電極１２の回りに水銀放出金属リング２０を設
け、この水銀放出金属リングは水銀合金または水銀放出
構体２２と支持金属２１とを周方向に連結してリング形
に構成したランプにおいて、上記水銀合金または水銀放
出構体の電気抵抗値を支持金属より小さくしたことを特
徴とする。 【作用】水銀合金または水銀放出構体の電気抵抗値を他
の部分に比べて大きくしたので高周波加熱の時に水銀合
金または水銀放出構体の温度が高くなり、これに比べて
支持金属の温度を低くすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電極の回りに水銀放出
金属リングを設置してなるけい光ランプ等を含む低圧水
銀蒸気放電灯に関する。

【０００２】

【従来の技術】けい光ランプやＵＶ放出低圧放電灯は、
両端に電極を封装したガラスバルブの内部に水銀を封入
して構成されているが、水銀の封入量は水銀蒸気圧を左
右し、発光効率に影響を及ぼすので高精度に規制されな
ければならない。従来、バルブの内部に水銀を封入する
手段として、液体水銀を封入する方法が広く知られてい
る。しかし、液体水銀を封入するやり方は秤量が難しい
ので高精度な定量封入には不向きである。このため、ア
マルガムや水銀カプセル、または多孔性セラミックに水
銀を含侵させたペレットなどの形態でバルブに封入する
手段が提案されており、これらは固体の状態で封入でき
るので高精度な水銀の秤量が可能であり、定量封入には
向いている。

【０００３】しかしながら、このような固体水銀をバル
ブ内に、単に粒状で封入すると、バルブ内で自由に動く
ため水銀の位置が定まらず、点灯中に水銀の温度がばら
つき、したがって蒸発量がばらつく不具合がある。ま
た、バルブ内で水銀粒が自由に動くと、けい光体被膜を
剥離したり、振動音を発したり、水銀の影が映るなどの
不具合もある。したがって、従来の場合、上記固体水銀
を、バルブに突出して接続した排気管や細管に収容する
手段が採用されているが、このような支持構造は加工が
面倒であるなどの欠点がある。このようなことから、電
極の回りに水銀放出金属リングを設置する構造が知られ
ている。

【０００４】すなわち、図８および図９に示す従来の構
造をけい光ランプを例にして説明すると、１０はソーダ
ライムガラスからなるバルブである。バルブ１０の両端
部はステム１１、１１により封止されており、これらス
テム１１、１１にはフィラメントからなる電極１２、１
２が取付けられている。これらフィラメント電極１２、
１２には酸化バリウム等のようなＢａ系のエミッタが塗
布されており、各フィラメント電極１２、１２はそれぞ
れ一対のウエルズ１３、１３に架設されている。バルブ
１０の端部にはそれぞれ口金１５、１５が被着されてお
り、これら口金１４、１４には口金ピン１５、１５が突
設されており、これら口金ピン１５、１５には上記ウエ
ルズ１３、１３に接続されている。バルブ１０の内面に
は図示しないが、例えばハロりん酸カルシウムけい光体
などからなるけい光体被膜が形成されている。

【０００５】上記フィラメント電極１２、１２の回りに
は水銀放出金属リング１６、１６が設けられている。水
銀放出金属リング１６は、水銀放出機能を持たない金
属、例えば鉄にニッケルメッキしたもの、またはステン
レス等の高融点金属からなる帯状の支持金属１７に、水
銀合金または水銀放出構体（例えばＧＥＭＥＤＩＳ＝商
品名）１８を保持させたものであり、図示の場合は支持
金属１７と水銀放出構体１８を分割し、これらを周方向
に継ぎ合せた構造とし、全体としてリング形をなしてい
る。水銀放出構体１８は、鉄にニッケルメッキした帯板
に水銀とチタニウムからなる合金を付着させたものであ
る。なお、この水銀放出構体１８には、図示しないが内
面にゲッターが付着されている。

【０００６】このような水銀放出金属リング１６は、フ
ィラメント電極１２を包囲しており、かつ支持ワイヤ１
９に溶接されており、この支持ワイヤ１９はステム１１
に植設されている。また、バルブ１０内にはアルゴンな
どのような希ガスが封入されている。

【０００７】このような構造のランプにおいては、バル
ブ１０の排気封止後にバルブ１０の外部から水銀放出金
属リング１６を加熱し、その水銀放出構体１８から水銀
を放出させるようにしている。この場合、加熱効率が高
いことから高周波誘導加熱を行うようになっており、こ
の高周波誘導加熱は、水銀放出金属リング１６と対向す
るバルブ１０の外周部に図示しない高周波誘導加熱コイ
ルを設け、この高周波誘導加熱コイルに高周波電流を流
し、これによりバルブ１０内部の水銀放出金属リング１
６に高周波電流を誘起し、この誘導電流により水銀放出
金属リング１６を自己発熱させ、よって水銀放出構体１
８を加熱するものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、通常、上記
水銀放出構体１８は、排気工程時の脱ガスのための加熱
処理や排気管を封止切りする時の加熱加工には水銀を放
出しないように、８００〜９００℃の温度で水銀を放出
するように設計されている。しかしながら、上記従来の
水銀放出金属リング１６は、支持金属１７と水銀放出構
体１８がそれぞれ同等幅および同等厚さを有しているた
め、支持金属１７と水銀放出構体１８の電流抵抗値は支
持金属１７の方が大きく、このため高周波誘導電流によ
り自己発熱する場合には、支持金属１７の方が高い温度
に達する。

【０００９】すなわち、高周波誘導加熱によって水銀放
出構体１８を発熱させて水銀を放出する時に、支持金属
１７が８００〜９００℃以上に加熱されることになり、
この熱によって支持金属１７から不純ガスが発生する。
このような不純ガスはバルブ１０内のガス純度を低下さ
せる不具合がある。

【００１０】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、水銀放出の加熱時
に、水銀放出作用を持たない支持金属が高温に加熱され
るのを防止して不純ガスの発生を抑止することができる
低圧水銀蒸気放電灯を提供しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の１番目は、バル
ブの両端に電極を封装し、この電極の回りに水銀放出金
属リングを設け、この水銀放出金属リングは、水銀放出
作用を持たない支持金属と、水銀合金または水銀放出構
体とを周方向に連結してリング形に構成してなる低圧水
銀蒸気放電灯において、上記水銀放出金属リングは、上
記水銀合金または水銀放出構体の電気抵抗値を支持金属
の電気抵抗値に比べて大きくしたことを特徴とする。

【００１２】本発明の２番目は、バルブの両端に電極を
封装し、この電極の回りに水銀放出金属リングを設け、
この水銀放出金属リングは、リング形に形成された支持
金属と、この支持金属の外面および内面の少なくとも一
面に位置して周方向の一部に取着された水銀合金または
水銀放出構体とで構成してなる低圧水銀蒸気放電灯にお
いて、上記水銀放出金属リングは、上記水銀合金または
水銀放出構体を取着した部分の合成電気抵抗値を他の部
分の電気抵抗値に比べて大きくしたことを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明によれば、水銀合金または水銀放出構
体、もしくは水銀放出構体が付着された部分の電気抵抗
値を他の部分に比べて大きくしたから、高周波誘導加熱
する場合に水銀合金または水銀放出構体の箇所が集中的
に発熱するようになり、水銀合金または水銀放出構体の
方が他の部分に比べて高い温度に上昇する。このため、
水銀合金または水銀放出構体が水銀を放出するのに適し
た温度に達しても、水銀放出作用をもたない支持金属は
未だその温度には達せず、したがって支持金属の温度を
低く抑えることができ、不純ガスの発生を抑止すること
ができる。

【００１４】

【実施例】以下本発明について、図１および図２に示す
第１の実施例にもとづき説明する。図面は本発明を、図
６に示したけい光ランプと同様なけい光ランプに適用し
た例を示し、図６と同一部分は同一番号を付して説明を
省略する。

【００１５】図１は、フィラメント電極１２を取り囲む
ように配した水銀放出金属リング２０を示すもので、こ
の水銀放出金属リング２０は、従来と同様に、鉄にニッ
ケルメッキした金属、またはステンレス等の高融点金属
からなる帯状の支持金属２１と、水銀放出構体（例えば
ＧＥＭＥＤＩＳ＝商品名）２２とからなる。本実施例の
場合は帯状の支持金属２１と、水銀放出構体２２を周方
向に継ぎ合せ、例えば端部をスポット溶接し、全体とし
てリング形をなしている。水銀放出構体２２は、鉄にニ
ッケルメッキした帯板に水銀とチタニウムからなる合金
を付着させたものである。なお、この水銀放出構体２２
には、図示しないが内面にゲッターが付着されている。
この水銀放出金属リング２０は、フィラメント電極１２
を包囲して支持ワイヤ２３に溶接されており、この支持
ワイヤ２３はステム１１に植設されている。

【００１６】本実施例の場合、水銀放出構体２２および
水銀放出作用をもたない支持金属２１は共にその肉厚を
同等賭してあるが、水銀放出構体２２の幅ｗ₁ は、水銀
放出作用をもたない支持金属２１の幅ｗ₂ よりも小さく
（ｗ₁ ＜ｗ₂ ）形成されている。その他の構造は、従来
と同様であってよい。

【００１７】このような構造のランプにおいては、バル
ブの排気封止後にバルブの外部から図示しない高周波誘
導加熱コイルにより水銀放出金属リング２０を高周波誘
導加熱すると、水銀放出構体２２が加熱されて水銀を放
出する。この場合、水銀放出構体２２の幅ｗ₁ は、水銀
放出作用をもたない支持金属２１の幅ｗ₂ よりも小さく
（ｗ₁ ＜ｗ₂ ）形成したので、水銀放出金属リング２０
の周方向に沿う電気抵抗値は、上記水銀放出構体２２の
電気抵抗が支持金属２１の電気抵抗値よりも大きくな
り、したがって高周波誘導電流が流れた場合にＩ² Ｒに
より計算されるジュール熱量（Ｉ；電流、Ｒ；抵抗）に
もとづき、水銀放出構体２２の温度が高くなる。よっ
て、水銀放出構体２２が水銀を放出させるに適した温度
（８００〜９００℃）に達しても、支持金属２１はその
温度に達せず、したがって支持金属２１の温度を低く抑
えることができる。

【００１８】このため、支持金属２１から不純ガスが発
生するのを抑止することができ、よって、バルブ１１内
に不純ガスが残らず、バルブの黒化を防止して光束維持
率を高めることができ、かつ上記の封入手段により水銀
を高精度に封入することが可能になる。

【００１９】図２は、水銀放出構体２２の幅ｗ₁ と支持
金属２１の幅ｗ₂ との比（ｎ＝ｗ₁／ｗ₂ ）に対し、水
銀放出構体２２を８５０℃に加熱した時の支持金属２１
の温度上昇具合を調べた特性図である。

【００２０】この図から、幅ｗ₁ とｗ₂ との比（ｎ＝ｗ
₁ ／ｗ₂ ）が小さい程、つまり水銀放出構体２２の幅ｗ
₁ が小さい程、支持金属２１の温度を低く抑えることが
できることが判る。そして、ｎ＝ｗ₁ ／ｗ₂ ＝１／２と
した場合は支持金属２１の温度を水銀放出構体２２より
も２００℃も低くすることができることが確認されてい
る。したがって、高周波加熱の時に支持金属２１から不
純ガスが発生されるのを防止することができる。図３お
よび図４は、本発明のそれぞれ第２および第３の実施例
を示す。

【００２１】これら各実施例においても、水銀放出構体
２２の幅を支持金属２１の幅より小さく形成してある。
この場合、水銀放出構体２２はスリットを形成すること
により蛇行状の電流経路を構成してあり、このため水銀
放出構体２２の電流経路の幅を支持金属２１の幅よりも
小さくし、よって水銀放出金属リング２０全体からみる
と、水銀放出リング２０の周方向に沿う電気抵抗値は、
上記水銀放出構体２２の方が支持金属２１より大きくな
り、このため、水銀放出構体２２の発熱量が大きくなる
ので温度上昇が大きくなる。しかも、この場合は水銀放
出構体２２の面積を図１の場合に比べて大きくすること
ができ、水銀封入量を多くすることができる。さらに、
図５および図６は、本発明のそれぞれ第４および第５の
実施例を示す。

【００２２】図５の場合は、水銀放出作用をもたない支
持金属２１と水銀放出構体２２とを相互にかしめ結合し
て長円のリング形に連結してあり、水銀放出構体２２の
幅ｗ₁ を支持金属２１の幅ｗ₂ より小さく形成してあ
る。水銀放出構体２２は、鉄にニッケルメッキした帯板
２２１の内面に、水銀とチタニウムからなる水銀合金２
２２を付着させたものであり、帯板２２１の外面にはゲ
ッター２２３が付着されている。

【００２３】上記支持金属２１と水銀放出構体２２との
かしめ結合構造について説明すると、これら支持金属２
１と水銀放出構体２２のそれぞれ一端部には係止舌片２
１５、２２５が形成されているとともに、他端には切欠
部２１６、２２６が形成されている。そして、これら支
持金属２１と水銀放出構体２２をそれぞれ半周形状とな
るように曲げ成形し、それぞれ係止舌片２１５、２２５
を相手側の金属片の切欠部２１６、２２６と対向させ、
これら係止舌片２１５、２２５を折り曲げてかしめるこ
とにより相手側の切欠部２１６、２２６に進入させて係
合させる。このような係合により、分割されている２枚
の支持金属２１と水銀放出構体２２が相互に結合されて
全体として長円形のリング形をなすことができる。

【００２４】そして、この場合、水銀放出構体２２の幅
ｗ₁ を支持金属２１の幅ｗ₂ より小さく形成してあるか
ら、高周波誘導加熱により加熱した場合は水銀放出構体
２２の温度が高くなり、水銀放出構体２２が水銀を放出
するに適した温度に達しても、支持金属２１はその温度
に達せず、したがって支持金属２１の温度を低く抑える
ことができる。

【００２５】また、図６に示す第５の実施例に場合は、
図５と同様なかしめ結合であるが、支持金属２１の幅と
水銀放出構体２２の幅を等しくし、しかしながらこれら
支持金属２１の肉厚ｔ₂ を水銀放出構体２２の肉厚ｔ₁
に比べて厚く（ｔ₂ ＞ｔ₁ ）したものである。なお、か
しめ結合は図５と同様であるから、同一番号を用いて説
明を省略する。

【００２６】このような構成の場合は、支持金属２１の
肉厚ｔ₂ が水銀放出構体２２の肉厚ｔ₁ に比べて厚くな
っているので、水銀放出構体２２の電気抵抗値が大きく
なり、高周波誘導加熱により加熱した場合は水銀放出構
体２２の温度が高くなる。

【００２７】なお、支持金属２１と水銀放出構体２２
は、水銀放出構体２２の幅および板厚ともに支持金属２
１よりも小さくすることにより水銀放出構体２２の電気
抵抗値を大きくするようにしてもよい。

【００２８】もちろん、第１ないし第３の実施例で、水
銀を放出しない支持金属２１に比べて水銀放出構体２２
の電流経路の板厚を小さく形成することにより、水銀放
出構体２２の電気抵抗値を大きくするようにしてもよ
く、あるいは幅と板厚を同時に小さくして水銀放出構体
２２の電気抵抗値を大きくするようにしてもよい。さら
に、図７は本発明の第６の実施例を示す。

【００２９】この実施例は、水銀を放出しない支持金属
２１が全周に亘り連続して形成されてリング形状をなし
ており、このリング形支持金属２１の内面または外面の
少なくとも一方の面に水銀合金または水銀放出構体２２
を担持させたものである。この場合、支持金属２１は周
方向の一部に幅の狭い箇所２１ａを形成し（ｗ₁ ）、こ
の幅の狭い箇所２１ａの外面または内面に水銀放出構体
２２を取着してある。このため、この水銀放出金属リン
グ２０の全体からみると、上記幅の狭い箇所２１ａで
は、支持金属２１と水銀放出構体２２の合成電気抵抗値
が、幅の広い他の箇所２１ｂ（ｗ₂ ）の電気抵抗に比べ
て大きくなり、よって幅の狭い箇所２１ａが集中して発
熱するので水銀放出構体２２を素早く加熱し、幅の広い
箇所２１ｂの温度上昇を抑えることができる。したがっ
て、高周波加熱の時に支持金属２１から不純ガスが発生
されるのを低減することができる。

【００３０】なお、この場合、幅の狭い箇所２１ａに代
わって、ここを薄肉にすることにより、この薄肉部と、
このこの薄肉部に取着された水銀放出構体２２との合成
電気抵抗値を他の厚肉部に比べて大きくすることも可能
であり、かつ幅と肉厚の両者を同時に小さくするように
してもよい。

【００３１】さらに、上記実施例では、鉄にニッケルメ
ッキした帯板に水銀とチタニウムからなる合金を付着さ
せた水銀放出構体２２を用いたが、この水銀放出構体２
２に代わって、直接水銀合金を用いてもよい。また、本
発明はけい光ランプに限らず、紫外線放出用の低圧水銀
蒸気放電灯などであっても実施可能である。そして、バ
ルブ形状は直管形に限らず、環状やＵ字形などのような
屈曲形ランプであっても実施可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、水
銀合金または水銀放出構体またはこれが担持された部分
の電気抵抗値を他の部分に比べて大きくしたから、高周
波誘導加熱する場合に水銀合金または水銀放出構体の部
分が集中的に発熱するようになり、水銀合金または水銀
放出構体が他の部分に比べて迅速に高い温度に上昇す
る。このため、水銀合金または水銀放出構体が水銀を放
出するのに適した温度に達しても、支持金属は未だその
温度には達せず、したがって支持金属の温度を低く抑え
ることができ、不純ガスの発生を抑止することができ
る。この結果バルブ内に不純ガスが残留しなくなるか
ら、バルブの早期黒化などの不具合を解消することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すけい光ランプの電
極部の斜視図。

【図２】同実施例の場合の水銀放出構体の幅と支持金属
の幅との比に対し、水銀放出構体を所定温度に高周波加
熱した時の支持金属の温度上昇具合を示す特性図。

【図３】本発明の第２の実施例を示すけい光ランプの電
極部の斜視図。

【図４】本発明の第３の実施例を示すけい光ランプの電
極部の斜視図。

【図５】本発明の第４の実施例を示す水銀放出金属リン
グの斜視図。

【図６】本発明の第５の実施例を示す水銀放出金属リン
グの斜視図。

【図７】本発明の第６の実施例を示すけい光ランプの電
極部の斜視図。

【図８】従来のけい光ランプの全体を示す斜視図。

【図９】従来のけい光ランプの電極部の斜視図。

【符号の説明】

１０…バルブ、１２…フィラメント電極、２０…水銀放
出リング、２１…支持金属、２２…水銀放出構体。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バルブの端部に電極を封装し、この電極
   の回りに水銀放出金属リングを設け、この水銀放出金属
   リングは、水銀放出作用を持たない支持金属と、水銀合
   金または水銀放出構体とを周方向に連結してリング形に
   構成してなる低圧水銀蒸気放電灯において、 上記水銀合金または水銀放出構体の電気抵抗値を、上記
   水銀放出作用を持たない支持金属の電気抵抗値に比べて
   大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の低圧水銀
   蒸気放電灯。
2. 【請求項２】 上記水銀合金または水銀放出構体の幅を
   上記支持金属に比べて小さくすることにより該水銀合金
   または水銀放出構体の電気抵抗値を支持金属に比べて大
   きくしたことを特徴とする請求項１に記載の低圧水銀蒸
   気放電灯。
3. 【請求項３】 上記水銀合金または水銀放出構体の厚さ
   を上記支持金属に比べて小さくすることにより該水銀合
   金または水銀放出構体の電気抵抗値を支持金属に比べて
   大きくしたことを特徴とする請求項１または請求項２に
   記載の低圧水銀蒸気放電灯。
4. 【請求項４】 バルブの端部に電極を封装し、この電極
   の回りに水銀放出金属リングを設け、この水銀放出金属
   リングは、リング形に形成された水銀放出作用を持たな
   い支持金属と、この支持金属の外面および内面の少なく
   とも一方に位置して周方向の一部に取着された水銀合金
   または水銀放出構体とで構成してなる低圧水銀蒸気放電
   灯において、 上記水銀放出金属リングは、上記水銀合金または水銀放
   出構体を取着した部分の合成電気抵抗値を他の部分の電
   気抵抗値に比べて大きくしたことを特徴とする低圧水銀
   蒸気放電灯。
5. 【請求項５】 上記水銀合金または水銀放出構体を取着
   した箇所の支持金属の幅を、他の箇所に比べて小さくす
   ることにより上記水銀合金または水銀放出構体を設けた
   部分の合成電気抵抗値を他の部分に比べて大きくしたこ
   とを特徴とする請求項４に記載の低圧水銀蒸気放電灯。
6. 【請求項６】 上記水銀合金または水銀放出構体を取着
   した箇所の支持金属の肉厚を、他の箇所に比べて小さく
   することにより上記水銀合金または水銀放出構体を設け
   た部分の合成電気抵抗値を他の部分に比べて大きくした
   ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の低圧
   水銀蒸気放電灯。