JPH07192627A - ソレノイド状電界けい光放電ランプとその製造方法 - Google Patents

ソレノイド状電界けい光放電ランプとその製造方法

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JPH07192627A
JPH07192627A JP6235804A JP23580494A JPH07192627A JP H07192627 A JPH07192627 A JP H07192627A JP 6235804 A JP6235804 A JP 6235804A JP 23580494 A JP23580494 A JP 23580494A JP H07192627 A JPH07192627 A JP H07192627A
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exhaust pipe
amalgam
envelope
electric field
discharge lamp
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Joseph C Borowiec
ジョセフ・クリストファー・ボロウィエック
Hsueh-Rong Chang
シューロン・チャン
Robert A Senecal
ロバート・アーサー・セネカル
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General Electric Co
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 約４から７ミリトルの最適範囲の水銀蒸気圧
力で動作させるために無電極ＳＥＦランプの低温スポッ
ト近くの最適位置に、アマルガムを正確に配置し保持す
る。 【構成】 無電極ＳＥＦランプの排気管３０の延長部３
２にへこみ３６を形成することにより、アマルガム３４
がランプエンベロープの頂部２４近傍の排気管延長部の
先端に配置される。一実施例では、へこみと組み合わせ
て添加物位置決め部材３８が使用される。また代替実施
例では、排気管延長部５２が排気管５０の主要部に対し
て直角に配置され、へこみ５６と添加物位置決め部材３
８が設けられる。これにより、アマルガムの位置の横方
向の調整が可能となり、アマルガムの動作温度を更に制
御することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般にけい光ランプに関
するものである。更に詳しく述べると本発明は、ソレノ
イド状電界（ＳＥＦ）けい光放電ランプの中の水銀蒸気
の圧力を最適制御するための、ソレノイド状電界けい光
放電ランプの中のアマルガムの正確な配置および保持に
関し、しかもこのアマルガムの正確な配置および保持を
ランプの加工と干渉せず、またランプ動作中はランプの
向きにかかわらず維持することに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】２５３７オングストロームの放射を生じ
て、けい光ランプのけい光体コーティングを励起するた
めの最適の水銀蒸気圧力は、約４０°Ｃの水銀溜の温度
に対応する約６ミリトルである。通常の管状のけい光ラ
ンプは、あるパワー密度（すなわち、通常、単位けい光
体面積当たりのパワー入力として測定される）で動作
し、また６ミリトルの水銀蒸気圧力またはその近傍（代
表的には約４から７ミリトルの範囲）でランプが動作す
るように構成された取り付け具の中で動作する。すなわ
ち、けい光ランプの最低温の位置（すなわち、低温スポ
ット）が約４０°Ｃとなるようにランプおよび取り付け
具が設計される。しかし、無電極のソレノイド状電界
（ＳＥＦ：ｓｏｌｅｎｏｉｄａｌ ｅｌｅｃｔｒｉｃ
ｆｉｅｌｄ）けい光放電ランプなどのコンパクトなけい
光ランプはより高いパワー密度で動作し、低温スポット
温度は通常、５０°Ｃを超える。その結果、水銀蒸気の
圧力は最適な４から７ミリトルの範囲より高くなり、ラ
ンプの光出力は低下する。
【０００３】ＳＥＦランプの水銀蒸気圧力を制御するた
めの一つの手法は、温度条件に応じて、量を変化させて
水銀をその気相から吸収することができる合金を使用す
ることである。水銀とアマルガムを形成することができ
る合金が特に有用であることが見出された。与えられた
温度でのこのようなアマルガムの水銀蒸気圧力は、純粋
な液体水銀の水銀蒸気圧力より低い。
【０００４】都合の悪いことに、ＳＥＦランプの中で最
適な範囲の水銀蒸気圧力を達成するようにアマルガムを
正確に配置し保持することは、困難である。長期間安定
に動作するためには、アマルガムは温度変化が最小の、
比較的低温の位置に配置して、保持すべきである。この
ような最適位置は、ランプエンベロープの先端すなわち
頭の頂点、またはその近傍にある。したがって、ランプ
の低温スポット近くの最適位置にアマルガムを配置する
ことが望ましい。更に、ＳＥＦランプの中でアマルガム
の所望の有益な効果を達成するために、ランプ動作中だ
けでなくランプの加工および製造の段階でも、アマルガ
ムがその組成と最適化された位置を維持すべきである。
【０００５】
【発明の概要】約４から７ミリトルの最適範囲の水銀蒸
気圧力で動作させるために、無電極ＳＥＦランプの低温
スポット近くの最適位置にアマルガムが正確に配置され
保持される。排気管延長部にへこみを形成することによ
り、または該へこみと組み合わせて添加物位置決め部材
を使用することにより、アマルガムがランプエンベロー
プの頂部近傍の排気管延長部の先端に配置される。ラン
プ製造の際のランプエンベロープすなわちガラス球の排
気のために、上記へこみの下方に排気孔が形成される。
【０００６】別の実施の態様では、排気管延長部が排気
管の主要部に対して直角に配置される。これにより、ア
マルガムの位置の横方向の調整が可能となり、アマルガ
ムの動作温度を更に制御することが可能となる。本発明
の特徴および利点は付図を参照する本発明についての以
下の詳細な説明から明らかとなろう。
【０００７】
【詳しい説明】図１は、電離可能なガス状充てん物の入
っているエンベロープ１２を有する典型的な無電極ＳＥ
Ｆけい光放電ランプ１０を示す。適当な充てん物にはた
とえば、希ガス（たとえばクリプトン、アルゴンの一方
または両方）と、水銀蒸気およびカドミウム蒸気の一方
または両方との混合物が含まれる。励起コイル１４は、
エンベロープ１２内のくぼみ形空洞１６の中に、取り外
し可能に配置される。説明の目的のためコイル１４は、
ランプに充てんするために使用される排気管２０のまわ
りに巻かれているものとして図式的に示されている。し
かし、コイルは希望に応じて、排気管から離して絶縁材
料のコアのまわりに巻いてもよく、あるいは自立形にし
てもよい。エンベロープ１２の内表面には周知の方法で
適当なけい光体１８のコーティングが塗布されている。
エンベロープ１２は、無線周波電源（図示しない）の入
っている口金組立体１７の一端にはまり込む。口金組立
体の他端には、標準の（たとえばエジソン形の）ランプ
口金１９が設けられる。図１では、エンベロープ１２は
頂部を上向きにした状態すなわち口金を下向きにした状
態で示されている。
【０００８】動作について説明する。無線周波電源（図
示しない）による励起の結果として、コイル１４に電流
が流れる。その結果、エンベロープ１２の中に無線周波
磁界が形成される。この無線周波磁界により、エンベロ
ープ１２の中に入っているガス状充てん物が電離され励
起される。その結果、紫外放電２３が生じる。けい光体
１８は紫外放射線を吸収し、その結果、可視放射線を放
出する。
【０００９】本発明によれば、適当に構成されたアマル
ガムがＳＥＦランプの中の最適な位置に正確に配置され
保持されることにより、ランプは約４から７ミリトルま
での最適範囲の水銀蒸気圧力で動作し、また、ランプの
向きにかかわらず、ランプ動作中だけでなくランプ加工
中も、アマルガムがその組成および位置を維持する。詳
しく述べると、アマルガムは、ランプエンベロープの頂
点近くの、温度変化が最小の、比較的低温の位置に正確
に位置決めされて、保持される。ランプのエンベロープ
の頂点には一般に、ランプの低温スポットを構成する。
【００１０】適例となるアマルガムは、ビスマスとイン
ジウムの組み合わせで構成される。もう一つの適例とな
るアマルガムは、純粋なインジウムで構成される。更に
もう一つの適例となるアマルガムは、ここに引用する米
国特許第４，２６２，２３１号に説明されているよう
な、鉛、ビスマスおよびスズの組み合わせで構成され
る。更にもう一つのアマルガムは亜鉛で構成される。更
にもう一つのアマルガムは亜鉛、インジウムおよびスズ
の組み合わせで構成される。各アマルガムには、それ自
身の動作温度の最適範囲がある。
【００１１】図２は、本発明の一実施例による無電極Ｓ
ＥＦランプを示す。図２のＳＥＦランプには、延長され
た排気管３０が含まれている。すなわち排気管３０は、
ランプの頂部２４の近くにアマルガム３４を位置決めす
るために、くぼみ形空洞１６を通る延長部３２をそなえ
ている。排気管３０を通してランプに充てんする前に、
ランプ１０が頂部を下向きにした状態で排気管を通して
アマルガム３４が挿入される。次に、アマルガム３４を
所定の場所に保持するために、排気管にへこみ３６が形
成される。図２では、へこみ３６は比較的に先がとがっ
たものとして示されている。へこみ３６の位置は、用い
ている特定のアマルガムに対する最適動作温度範囲によ
って決まる。希望する場合には、たとえばガラス玉で構
成される添加物位置決め部材３８をアマルガム３４の後
に挿入してもよい。これにより、アマルガム３４は更に
確実に延長部３２の端またはその近くに位置ぎめされ、
その位置を維持する。排気管３０に孔４０が形成され、
この孔４０を通してエンベロープ１２の排気と充てんが
行われる。
【００１２】図３は本発明の代替実施例を示す。この代
替実施例では、排気管５０はその主要部に対してほぼ直
角に配置されるた延長部５２をそなえる。図２のへこみ
３６について説明したのと同様に延長部５２にへこみ５
６を形成することにより、排気管５０の延長部５２にア
マルガム３４が配置される。図示するように、希望する
場合には、添加物位置決め部材３８を用いて、アマルガ
ム３４の位置を更に確実に維持するようにしてもよい。
排気管５０に排気孔６０が形成され、この排気孔６０を
通してエンベロープ１２の排気および充てんが行われ
る。都合のよいことに、図３の実施例によれば、アマル
ガムの位置を垂直だけでなく横方向にも制御することが
でき、アマルガム３４の動作温度制御を更に行うことが
可能となる。
【００１３】本発明の実施例を図示し説明してきたが、
このような実施例が例示のためのものに過ぎないことは
明らかである。熟練した当業者には本発明を逸脱するこ
となく多数の変形、変更および置換を考えつき得よう。
したがって、本発明は特許請求の範囲によって規定され
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】典型的な無電極ＳＥＦけい光放電ランプの部分
断面側面図である。
【図２】本発明の一実施例による無電極ＳＥＦけい光放
電ランプの部分断面側面図である。
【図３】本発明の代替実施例による無電極ＳＥＦけい光
放電ランプの部分断面側面図である。
【符号の説明】
１０ 無電極ＳＥＦけい光放電ランプ １２ エンベロープ １４ 励起コイル １６ くぼみ形空洞 ２４ ランプ頂部 ３０，５０ 延長された排気管 ３２，５２ 排気管延長部 ３４ アマルガム ３６，５６ へこみ ３８ 添加物位置決め部材 ４０，６０ 排気孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シューロン・チャン アメリカ合衆国、ニューヨーク州、スコテ ィア、グレンウッド・ドライブ、１番 (72)発明者 ロバート・アーサー・セネカル アメリカ合衆国、ニューヨーク州、スケネ クタデイ、ウインスロウ・ドライブ、14番

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ソレノイド状電界（ＳＥＦ）けい光放電
    ランプの製造方法に於いて、 紫外放射線によって励起されたとき可視放射線を放出す
    るためのけい光体コーティングを内面に有する光透過性
    エンベロープを設けるステップであって、上記エンベロ
    ープには励起コイルを入れるためのくぼみ形空洞も形成
    され、上記くぼみ形空洞には排気管が形成され、上記排
    気管が上記エンベロープの頂部へ向かって伸びる延長部
    を有しているように、上記エンベロープを設けるステッ
    プ、 上記排気管の中にアマルガムを挿入し、上記排気管の上
    記延長部の先端付近に上記アマルガムを維持するステッ
    プ、 上記くぼみ形空洞と上記排気管の上記延長部の先端との
    間の所定の位置で上記排気管にへこみを形成するステッ
    プ、 上記へこみと上記くぼみ形空洞との間で上記排気管に排
    気孔を形成するステップ、および 上記排気管を通して上記エンベロープの排気および充て
    んを行うステップを含むことを特徴とするソレノイド状
    電界（ＳＥＦ）けい光放電ランプの製造方法。
  2. 【請求項２】 上記へこみの位置が、ランプ動作中の上
    記エンベロープ内の水銀蒸気圧力が約４から７ミリトル
    の範囲内に維持されるような位置に定められている請求
    項１記載の製造方法。
  3. 【請求項３】 上記アマルガムを挿入した後で、上記へ
    こみを形成する前に、上記排気管の中に添加物位置決め
    部材を挿入するステップを更に含む請求項１記載の製造
    方法。
  4. 【請求項４】 上記添加物位置決め部材がガラス玉で構
    成される請求項３記載の製造方法。
  5. 【請求項５】 上記アマルガムがインジウム、ビスマス
    とインジウムの組み合わせ、鉛とビスマスとスズの組み
    合わせ、亜鉛、および亜鉛とインジウムとスズの組み合
    わせで構成される群から選択される請求項１記載の製造
    方法。
  6. 【請求項６】 上記延長部が上記排気管および上記くぼ
    み形空洞に対して直角に配置されている請求項１乃至５
    のいずれか１項に記載の製造方法。
  7. 【請求項７】 ソレノイド状電界（ＳＥＦ）けい光放電
    ランプに於いて、 無線周波磁界を受けたときにアーク放電を維持して紫外
    放射線を放出するための電離可能なガス状充てん物が封
    入され、上記紫外放射線によって励起されたとき可視放
    射線を放出するためのけい光体コーティングが内面に配
    置されている光透過性のエンベロープであって、更にく
    ぼみ形空洞も形成されているエンベロープ、 無線周波電源によって励起されたときに上記無線周波磁
    界を形成するために上記くぼみ形空洞の中に設けられる
    励起コイル、 上記くぼみ形空洞を通って上記エンベロープの頂部に向
    かって伸びる延長部をそなえた排気管、 上記くぼみ形空洞と上記排気管の上記延長部の先端との
    間の所定の位置で上記排気管に形成されたへこみ、 上記排気管の中に配置され、上記へこみにより上記延長
    部の上記先端付近の所定位置に維持されるアマルガム、
    を含むことを特徴とするソレノイド状電界けい光放電ラ
    ンプ。
  8. 【請求項８】 上記へこみの位置は、ランプ動作中の上
    記エンベロープ内の水銀蒸気圧力が約４から７ミリトル
    の範囲内に維持されるような位置に定められている請求
    項７記載のソレノイド状電界けい光放電ランプ。
  9. 【請求項９】 更に、上記へこみと協同して、上記排気
    管の中の所定位置に上記アマルガムを維持する添加物位
    置決め部材を含む請求項７記載のソレノイド状電界けい
    光放電ランプ。
  10. 【請求項１０】 上記添加物位置決め部材がガラス玉で
    構成される請求項９記載のソレノイド状電界けい光放電
    ランプ。
  11. 【請求項１１】 上記アマルガムがインジウム、ビスマ
    スとインジウムの組み合わせ、鉛とビスマスとスズの組
    み合わせ、亜鉛、および亜鉛とインジウムとスズの組み
    合わせで構成される群から選択される請求項７記載のソ
    レノイド状電界けい光放電ランプ。
  12. 【請求項１２】 上記延長部が上記排気管および上記く
    ぼみ形空洞に対して直角に配置されている請求項７乃至
    １１のいずれか１項に記載のソレノイド状電界けい光放
    電ランプ。
JP6235804A 1993-10-04 1994-09-30 ソレノイド状電界けい光放電ランプとその製造方法 Withdrawn JPH07192627A (ja)

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US08/130,935 US5434482A (en) 1993-10-04 1993-10-04 Electrodeless fluorescent lamp with optimized amalgam positioning

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