JPH07141992A - 蛍光ランプへの水銀封入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造時において水銀合金を排気管内に簡単に
導入することができて生産効率にも優れ、所定量の水銀
を蛍光ランプ本体内に確実に封入することができる蛍光
ランプへの水銀封入方法を提供することにある。 【構成】 蛍光ランプ本体１に続く排気管２内に水銀合
金６とスプリングコイル８を収納する収納部２１を凹部
７ａ，７ｂによって形成する。そして、排気管２の内径
Ｄ、水銀合金の外径ｄ、スプリングコイルの外径ｅ、排
気管に形成された凹部の最小隙間Ｌとの関係を、３＞
（Ｄ／ｄ）＞１．３及びｄ≧ｅ＞Ｌと規程する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば液晶パネルのバ
ックライト用平面蛍光ランプの製造における水銀封入の
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、小型蛍光灯や殺菌灯などの低圧水
銀灯に水銀を封入する手段として、マーキュリードーザ
ーにより液状遊離水銀を自動秤量し、これを排気管から
発光管内に充填することが行われていた。しかしこのよ
うな手段では、封入すべき水銀量が少量、例えば１０^-1
〜１０⁰ｍｇオーダーと少ない小型蛍光ランプに適用す
る場合において水銀の正確な秤量が困難である。そし
て、水銀の封入量が少ない場合には短寿命になるので、
通常は必要量以上の水銀が封入されているが、この過剰
の水銀によって発光管内面に汚染を生じ、性能のバラツ
キが激しくて安定性に劣るものとなっていた。

【０００３】このような事情から、最近において、チタ
ンと水銀とからなる水銀合金（Ｔｉ_a Ｈｇ_b ）が水銀放
出合金として一面に被着され、ジルコニウムとアルミニ
ウムとからなる合金（Ｚｒ₃ Ａｌ₂ ）がゲッター合金と
して他面に被着されているニッケル鍍金鉄板よりなる板
状の水銀含有ゲッターを切断加工をして排気管内に設置
し、図４に示すように一次排気封止した後に板状の水銀
含有ゲッターを加熱することにより発光管内に水銀を放
出させる水銀封入の手段が行われている。

【０００４】図４は上記の板状の水銀含有ゲッターを利
用して平面蛍光ランプへ水銀を封入する従来の水銀封入
方法の説明図である。図において、１は蛍光ランプ本
体、２と３と４は排気管であって、排気管３だけは、水
銀含有ゲッター５を配置するために、他の排気管２と４
より著しく太い。そして、この状態で、排気管２の端部
２ａと排気管３の端部３ａとを溶着して、水銀含有ゲッ
ター５が排気管内部を自由に移動できないようにする。
つまり、大径の排気管３は、水銀含有ゲッター５の収納
部となっている。そして、排気管４の端部４ａから所定
の排気とガス充填を行い、ここ４ａで封じ切る（一次封
切）。

【０００５】図５は、上記の一次封切された状態の、蛍
光ランプ本体と排気管との接続状態の説明図である。こ
の状態で水銀含有ゲッター５を、高周波加熱などによっ
て加熱し、水銀を遊離させて蛍光ランプ本体１へ追い込
み、次に、排気管２の蛍光ランプ本体１近傍の位置２ｂ
で封じ切る（二次封切）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、板状の
水銀含有ゲッターによる水銀封入方法においては、以下
のような問題点を有している。 排気管２と４の内径よりも大きい既存の板状の水銀含
有ゲッターを、排気管の一部に収納するため、大きな内
径の排気管３でゲッター収納部を設ける工程が必要にな
り、生産効率が低下する。 排気管と水銀含有ゲッター収納部を加熱溶着する過程
で、その熱により板状の水銀含有ゲッターから水銀が放
出される可能性があり、蛍光ランプ本体に封入される水
銀量にバラツキを生じる。 水銀含有ゲッターを収納部に収納するために、水銀含
有ゲッターをハサミ等でシャーリング（切断加工）する
際、外力が加わり水銀含有ゲッターの水銀合金が剥離す
る。その結果封入水銀量不足による短寿命となる。 本発明は以上のような事情に基づいてなされたものであ
って、その目的は、製造時において水銀放出合金を排気
管内に簡単に導入することができて生産効率にもすぐ
れ、所定量の水銀を蛍光ランプ本体内に確実に封入する
ことができる蛍光ランプへの水銀封入方法を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】蛍光ランプへの水銀封入
方法は、蛍光ランプ本体に連なる内径Ｄ（ｍｍ）の排気
管内に、外径ｄ（ｍｍ）の円柱状の水銀合金と該水銀合
金の両側に外径ｅ（ｍｍ）のスプリングコイルを配置
し、前記排気管に水銀合金及びスプリングコイルを収納
する収納部を形成するために、蛍光ランプ本体側に位置
する一方のスプリングコイルよりも蛍光ランプ本体側の
位置の排気管に最小隙間Ｌ（ｍｍ）となる一方の凹部を
設け、蛍光ランプ本体と反対側に位置する他方のスプリ
ングコイルよりも蛍光ランプ本体と反対側の位置の排気
管に最小隙間Ｌ（ｍｍ）となる他方の凹部を設け、前記
排気管を通して所定の排気作業及び希ガス充填作業の
後、該排気管を水銀合金が蛍光ランプ本体側に残すよに
して封じ切り、その後水銀合金を加熱して、遊離した水
銀を蛍光ランプ本体へ封入するにあたって、ＤとｄとＬ
とｅの関係を、 ３＞（Ｄ／ｄ）＞１．３ ｄ≧ｅ＞Ｌ に規定してなることを特徴とする。

【０００８】

【作用】プレス成型で作られた水銀合金の円柱体を用
いると、排気管に複雑な収納部を設ける工程が省略さ
れ、簡単な収納部に替えることで、生産効率が向上す
る。 円柱体の水銀合金の収納部の加工過程は単なる凹部加
工のため短時間でできるので、加工時の熱により、水銀
合金の水銀が分解放出することがなく、一定量の水銀を
封入することができる。 水銀合金の円柱体は、プレス成型工程でその長さを変
えることにより水銀量を容易にコントロールすることが
できる。 スプリングコイルを、排気管内で水銀合金の両側に配
置することにより、排気中に水銀合金が排気管の凹部に
移動しても凹部の隙間を塞ぐことがない。従って、排気
能力，希ガス充填能力を損なうことがない。 スプリングコイルは、排気管内で水銀合金の両側に配
置することにより、排気中工程中、例えば、アルゴンガ
スによるランプ内洗浄過程で、水銀合金が排気管の凹部
に移動して激しく衝突しても、スプリングコイルの緩衝
作用で凹部を破損させることがない。

【０００９】

【実施例】図１は本発明の水銀封入方法の要部の説明図
である。図において、１は蛍光ランプ本体である。排気
管２は一本のガラス管から成り、その内径は約１ｍｍ程
度のものである。水銀合金６及びスプリングコイル８，
８を収納する収納部２１の形成方法は、あらかじめ、円
柱状の水銀合金６及びスプリングコイル８，８の移動を
防止するための一方の凹部７ａを設け、次に、スプリン
グコイル８，８及び水銀合金６を挿入してから、それら
を収納するように他方の凹部７ｂを作る。そして、排気
管２の端部２２から、蛍光ランプ本体１の排気作業、及
び、希ガス充填作業を行う。なお、排気管の一次封切工
程、水銀合金の加熱工程、排気管の二次封切工程は従来
と同じ方法なので、ここでは省略する。

【００１０】水銀合金６の外径は０．６ｍｍ、スプリン
グコイル８，８の外径も０．６ｍｍである。なお、スプ
リングコイル８の外径は、水銀合金６の外径と等しいか
それより小さいものである。これは、水銀合金６がスプ
リングコイル８に埋もれることや排気工程，希ガス充填
工程中に水銀合金６がスプリングコイル８を通り抜ける
ことを防止するためである。

【００１１】円柱状の水銀合金６はチタン水銀合金であ
り、多孔質チタン粉末プレス成型品と水銀とを反応させ
て作られている。この時の反応量から、水銀合金に含ま
れる水銀量、つまり後の工程における水銀放出量を決め
るもので、前記の合金で、長さ２ｍｍ当たりから１．０
ｍｇの水銀が放出される。したがって、例えば、蛍光ラ
ンプ本体に、１．５ｍｇの水銀を封入したければ、長さ
３ｍｍのものを使用すれば良い。２ｍｇの水銀量が必要
であれば、２ｍｍの長さのものを２箇使っても良いし、
４ｍｍの長さのもの１箇でも良い。いずれにせよ、水銀
量は規定しやすい。

【００１２】スプリングコイル８は高融点金属、例えば
タングステン、モリブデンが用いられ、線径０．１ｍｍ
φ程度であり、ピッチは０．７ｍｍ程度の粗巻き、巻き
数は５、６タ−ンもあれば良い。このスプリングコイル
８が、外径の等しいかそれより大きな外径の円柱状の水
銀合金６の両側に配置されることにより、水銀合金６が
排気管２の凹部７ａ，７ｂに移動しても凹部の隙間を塞
ぐことがない。従って、排気能力，希ガス充填能力を損
なうことがない。また、スプリングコイル８があること
で排気中，希ガス充填中に水銀合金６が排気管２の凹部
７ａ，７ｂに衝突して、排気管２に亀裂を入れることを
防ぐ緩衝材の役目も果たす。

【００１３】次に、図２を用いて、水銀合金の外径、ス
プリングコイルの外径、排気管に形成された凹部の最小
隙間の関係を説明する。前述したように、水銀合金の外
径ｄとスプリングコイルの外径ｅとの関係は、ｄ≧ｅの
関係が成り立っている。一方、スプリングコイルの外径
ｅと排気管２に形成された凹部７ａ，７ｂの最小隙間Ｌ
との関係は、排気工程中，希ガス充填中にスプリングコ
イル８及び水銀合金６の移動を防止するために、ｅ＞Ｌ
の関係が成り立っている。つまり、水銀合金の外径、ス
プリングコイルの外径、排気管に形成された凹部の最小
隙間の関係は、ｄ≧ｅ＞Ｌの関係が成り立つようにしな
ければならない。なお、図中、Ｄは排気管２の内径を示
す。その他、図１と同一符号は同一部分を示す。

【００１４】次に、図３を用いて、排気管の内径と水銀
合金の外径の関係を説明する。図３は、排気管の内径Ｄ
と水銀合金の外径ｄとの比（Ｄ／ｄ）と相対排気速度と
の関係を示すデータの説明図である。図からわかるよう
に、Ｄ／ｄの比が３以上もしくは１．３以下では、いず
れも、最も良好な排気速度を１とした場合の二分の一以
下になってしまう。その理由は、Ｄ／ｄが３以上の場
合、水銀合金６の外径が排気管の内径Ｄの１／３以下に
なり水銀合金６を収納するための収納部の凹部７ａ，７
ｂを凹ます度合いが大きくなり、加工が困難になり、生
産性を阻害し好ましくない。一方、Ｄ／ｄが１．３以下
の場合、排気管２の内壁と水銀合金６の表面との隙間が
狭くなり、相対排気速度が落ちるためである。

【００１５】このようなことから、排気管の内径、水銀
合金の外径、スプリングコイルの外径、排気管に形成さ
れた凹部の最小隙間の関係を、３＞（Ｄ／ｄ）＞１．３
及びｄ≧ｅ＞Ｌとすることによって、蛍光ランプ本体の
排気作業時及び希ガスの充填作業時の排気スピード及び
充填スピード上がり、その結果、蛍光ランプ製造の生産
性が著しく向上する。

【００１６】

【発明の効果】水銀合金を排気管に設置する工程が短
時間でできるので生産効率に優れている。 従来方法のように異径ガラス管接続による熱で水銀合
金が分解して水銀を放出するようなことがなくなり、所
望の水銀量を確実に蛍光ランプ本体に封入できる。 水銀合金の円柱の長さを変えることにより封入水銀量
を自由に規定することができる。 水銀放出体として円柱状の水銀合金を用いているの
で、従来のような水銀含有ゲッターを用いた場合の切断
加工工程による水銀合金の剥離という問題が発生しな
い。 スプリングコイルが、外径の等しいかそれより大きな
外径の円柱状の水銀合金の両側に配置されることによ
り、水銀合金が排気管の凹部に移動してもその隙間を塞
ぐようなことがない。従って、排気能力，希ガス充填能
力を損なうことがない。 排気工程中，希ガス充填工程中に水銀合金が排気管の
凹部に衝突して亀裂などを生じることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水銀封入方法の要部の説明図である。

【図２】本発明の排気管の内径、水銀合金の外径、スプ
リングコイルの外径、排気管に形成された凹部の最小隙
間の関係の説明図である。

【図３】排気速度に関するデータの説明図である。

【図４】従来の水銀封入方法の説明図である。

【図５】従来の水銀封入方法の説明図である。

【符号の説明】

１ 蛍光ランプ本体 ２ 排気管 ２１ 収納部 ２２ 端部 ６ 水銀合金 ７ａ 凹部 ７ｂ 凹部 ８ スプリングコイル Ｄ 排気管の内径 ｄ 水銀合金の外径 ｅ スプリングの外径 Ｌ 凹部の最小隙間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉岡 正樹 兵庫県姫路市別所町佐土1194番地 ウシオ 電機株式会社内 (72)発明者 高谷 泉 兵庫県姫路市別所町佐土1194番地 ウシオ 電機株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蛍光ランプへの水銀封入方法において、
   蛍光ランプ本体に連なる内径Ｄ（ｍｍ）の排気管内に、
   外径ｄ（ｍｍ）の円柱状の水銀合金と該水銀合金の両側
   に外径ｅ（ｍｍ）のスプリングコイルを配置し、 前記排気管に水銀合金及びスプリングコイルを収納する
   収納部を形成するために、蛍光ランプ本体側に位置する
   一方のスプリングコイルよりも蛍光ランプ本体側の位置
   の排気管に最小隙間Ｌ（ｍｍ）となる一方の凹部を設
   け、蛍光ランプ本体と反対側に位置する他方のスプリン
   グコイルよりも蛍光ランプ本体と反対側の位置の排気管
   に最小隙間Ｌ（ｍｍ）となる他方の凹部を設け、 前記排気管を通して所定の排気作業及び希ガス充填作業
   の後、該排気管を水銀合金が蛍光ランプ本体側に残るよ
   うにして封じ切り、その後水銀合金を加熱して、遊離し
   た水銀を蛍光ランプ本体へ封入するにあたって、Ｄとｄ
   とＬとｅの関係を、 ３＞（Ｄ／ｄ）＞１．３ ｄ≧ｅ＞Ｌ に規定してなることを特徴とする、蛍光ランプへの水銀
   封入方法。