JPH1027572A - 水銀放電ランプ用点灯フラッグと同点灯フラッグを使用したランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 被覆がリード線やエンベロープに移行するこ
となく、封止中に酸化せず、高温動作環境においても蒸
発することなく、さらにリード線の酸化を要しない、水
銀放電ランプ用点灯フラッグを提供する。 【解決手段】 点灯フラッグが、金属箔３６と該金属箔
に付着せられた結合分子ふるい粒子層３８から構成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は低圧水銀放電ラン
プに関し、より詳細には水銀放電ランプ用点灯フラッ
グ、およびこの点灯フラッグを有するランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１に略示するように、高周囲温度で使
用するための公知の低圧水銀放電（蛍光）ランプは多く
の場合、ビスマス／インジウム／水銀等のアマルガム１
を有し、それによりランプ４内の水銀蒸気圧を制御し、
ランプを上記条件のもとで使用する際のルーメン出力を
増大させている。アマルガム１は水銀を吸収し高温下に
おける水銀蒸気圧を低減する。この水銀蒸気圧制御用ア
マルガムは多くの場合ランプ口金内に配設される。ラン
プの使用温度とアマルガムの組成を変えることにより、
ルーメン出力は、アマルガムを有しない同等のランプに
比べて同条件下で２５パーセント以上増大可能である。

【０００３】蛍光灯にアマルガムを使用する場合に付随
する問題は、室温等の比較的低温において点灯が困難に
なるということである。素早く確実な点灯に必要な温度
を下回ると、スイッチを投入する前のランプ内の水銀蒸
気圧がアマルガムにより低減され得る。さらに低い温度
条件のもとでアマルガムランプを点灯しようとすると、
この問題はより一層顕著となり、ランプの点灯が全く不
可能になるか、または点灯サイクル毎のグロー期間が長
くなることによりランプ寿命が著しく短くなる。この問
題は以前から認識されており、その解決策として点灯な
いし補助アマルガム２を配設して、隣接するランプ電極
の加熱により水銀をランプ内に放出させる構成が一般的
である。補助アマルガム２、いわゆる「点灯フラッグ」
により放出された水銀により、ランプと主アマルガム１
が通常動作温度に達するまでの間、正常な点灯と動作が
可能となる。点灯フラッグ２により放出された水銀はラ
ンプ動作中徐々に主アマルガム１に吸収される。つまり
主アマルガム１はランプ内における水銀蒸気圧制御素子
の役目を果たしている。ランプのスイッチを切ると、点
灯フラッグすなわち補助アマルガム２は冷却し主アマル
ガム１から放出された水銀蒸気を徐々に吸収する。点灯
フラッグ２の材料としては、その平衡水銀蒸気圧が温度
に関わらず主アマルガム１のそれより低いものであるこ
とが望ましい。上記したように、ランプ４のスイッチが
切られている間、水銀は蒸気として主アマルガム１から
徐々に点灯フラッグ２へと移動する。フラッグ２の水銀
の量がある一定のレベルに達すると、その時のランプ温
度においてフラッグの水銀蒸気圧が主アマルガム１のそ
れとの平衡状態に達する。ランプのスイッチが投入され
ると点灯フラッグは再びその機能を果たすことができ
る。

【０００４】図１と２に示すごとく、小型の蛍光灯に使
用される典型的な点灯フラッグ２はインジウム金属８で
被覆されたエキスパンデッドステンレス鋼箔６の小片を
有し、コイル１４から所定の間隔を置いて取付構造体１
２のワイヤ１０に取り付けられている。ランプのスイッ
チを入れるとコイル１４から放射される熱により点灯フ
ラッグ２の温度が上昇し、インジウム被覆８は吸収して
いる水銀の大部分を放出してランプ内のアーク放電の開
始を助長する。

【０００５】蛍光灯に使用されている公知の金属被覆点
灯フラッグには多くの問題がある。その一つは、インジ
ウム、またはフラッグ被覆材料としてはより好適なイン
ジウム合金が、溶融相（すなわちランプの動作中）にお
いて容易に濡れて隣接表面に移行してしまうことであ
る。条件によってはインジウムがエンベロープガラス１
６を濡らすことさえある。このため、インジウムがリー
ド線１０に移行し、フラッグとしてその水銀分を素早く
放出するという機能を十分に果たさなくなる。これはリ
ード線１０の質量が相対的に大きいためウォーミングア
ップに時間がかかり、フラッグ２の薄膜基板６に比して
平衡温度が低いということに起因する。公知の標準的な
フラッグの別の問題点は、ランプの製造中にランプ封止
の熱によりインジウムが酸化してしまうということであ
る。酸化インジウムは水銀の吸収放出という不可欠な機
能を果たさない。第３の問題は、陰極被覆の作用中にフ
ラッグにアークが発生したり、ランプの使用中に何らか
の理由によりフラッグが過熱すると、インジウムが揮発
してしまう点である。インジウムが蒸発するとエンベロ
ープ１６内面の燐光物質被覆１８上にインジウムが堆積
し、ルーメン出力が低下・維持不可能になってしまうこ
とがある。インジウム被覆点灯フラッグの更に別の問題
点は、インジウムがフラッグ２からリード線１０へと移
行するのを防止ないし遅延するために、リード線が厚い
酸化膜で覆われていることに起因する。この酸化膜は例
えば製造中にリード線１０、２０を火炎により熱処理す
ることにより得られる。この酸化処理の結果リード線１
０、２０とコイル１４間の接触抵抗が増加し、外部接点
２２、２４から見た抵抗範囲が広がってしまう。一般的
な「急速点灯回路」等の、コイルに与える加熱電圧が低
い蛍光灯点灯回路においては、ランプが高抵抗であると
十分なフィラメント温度が得られない。

【０００６】アマルガム蛍光灯は例えば以下の文献から
公知である：米国特許第４０９３８８９号、Ｊｕｎｅ
６， １９７８、Ｊ．Ｂｌｏｅｍ， ｅｔ ａｌ； 米
国特許第４１０５９１０号、Ａｕｇｕｓｔ ８， １９
７８、Ｇ．Ｓ．Ｅｖａｎｓ；米国特許第４１５７４８５
号、Ｊｕｎｅ ５，１９７９、Ｇ．Ａ．Ｗｅｓｓｅｌｉ
ｎｋ， ｅｔ ａｌ； 米国特許第４９７２１１８号、
Ｎｏｖｅｍｂｅｒ ２０， １９９０、Ｔ．Ｙｏｒｉｆ
ｕｇｉ，ｅｔ ａｌ； 米国特許第５２０４５８４号、
Ａｕｇｕｓｔ ２０， １９９３、Ｔ．Ｉｋｅｄａ。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本願発明の課題は、被
覆のリード線またはガラスへの移行、酸化および高温動
作条件下における蒸発が無く、リード線の酸化を要しな
い、水銀放電ランプ用点灯フラッグを提供することであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本願発明の低圧水銀放電ランプ用点灯フラッグは、
金属箔と、金属箔に付着せられた結合分子ふるい粒子層
から構成される。

【０００９】

【発明の実施の形態】本願発明の一実施例によれば、放
電空間を形成する封止エンベロープと、エンベロープの
一端に配設された熱放出電極から構成された低圧水銀放
電ランプが提供される。この放電空間内には不活性ガス
と所定量の水銀が封入されており、さらに点灯フラッグ
が放電空間内に配設されている。点灯フラッグは金属箔
と、該金属箔に付着せられた結合分子ふるい粒子層から
構成される。

【００１０】

【実施例】図３と図４において、点灯フラッグ３２は図
２の点灯フラッグと同様であるが、図２のインジウム層
８に代わって結合分子ふるい粒子層３８が使用されてい
る。分子ふるいとしては例えばイリノイ州のUOP Corpor
ation, 25E. Algonquin Road, Des Plaines, IL, 60017
から入手可能なMolsiv Adsorbent 5A粉末が好適であ
る。分子ふるい粒子を点灯フラッグ３２の鋼箔３６に塗
布する際、十分な量のコロイドアルミナゾル等の無機バ
インダーと混合して付着性塗料の様な被覆に形成するこ
ともできる。コロイドアルミナゾルとしては、マサチュ
ーセッツ州のPQCorporation, Ashland, MA 01721から入
手可能なNyacol AL-20が好適である。金属箔３６はエキ
スパンデッドステンレス鋼であることが望ましく、さら
には空気中において加熱することにより事前に酸化させ
ておくことが望ましい。そうすることにより油膜分が除
去されて分子ふるい粒子層３８の付着性を向上できる。

【００１１】図３から明らかなように、上記した点灯フ
ラッグ３２を使用した改良ランプ３４のランプ構造は図
１に示したものと類似している。違いはアマルガム３２
が配設されるリード線４０が通常の非酸化リード線であ
ることと、点灯フラッグ３２が有利には通常の点灯フラ
ッグ２（図１）と比べてコイル４４からより短い距離に
位置するよう配設されることである。その結果、フラッ
グ動作温度を高めることができ、より迅速に水銀を放出
できる。

【００１２】本願明細書において「分子ふるい」という
用語は、臨界直径に基づいて分子を選択的に分離する機
能を持った脱水結晶ゼオライトを指す。ゼオライトは、
構造ＳｉＯ、Ａｌ_３Ｏ_４基、アルミノケイ酸塩構造の負
電荷との均衡をとるためのカチオン、および水和水の存
在により特徴付けられる分子の一族である。ゼオライト
は結晶・非結晶両方存在する。本願発明の分子ふるいと
しては前者が特に好適である。一般的なカチオンとして
はナトリウム、カルシウム、バリウム、カリウム、マグ
ネシウム、ストロンチウムおよび鉄がある。天然ゼオラ
イトは約４０種類あり、代表的なのは斜方沸石、グメリ
ンフッ石、レビナイト、フォージャサイト、方沸石、ク
リオナイト、モルデン沸石である。「５Ａ」と呼ばれる
分子ふるいは、立方体のいわゆる「Ａ型」結晶構造を有
し、直径４．２Åの円形孔により分離された、直径１
１．４Åの空洞を有する３次元網目状構造により特徴付
けられる。この後者の数字がいわゆる細孔径である。結
晶水を除去することにより気孔率４５容積パーセントの
「活性」結晶ゼオライトが残る。本願発明の点灯フラッ
グ被覆内における水銀の吸着はこれら結晶内気孔内で起
こる。

【００１３】上記のゼオライトは、群として、その有効
孔径以下の臨界寸法を持つ分子を吸着するという機能を
持つ。吸着された化学物質は加熱により放出される。

【００１４】

【発明の効果】上記したごとく本願発明によれば、リー
ド線上に配設した点灯フラッグにおいて、被覆が該リー
ド線に移行することを避けることができる。ふるい材料
はステンレス鋼から容易に外れることはない。さらにラ
ンプ封止中に被覆が酸化することがなく、高温動作時に
おいてもアマルガム分が蒸発せず、リード線の酸化を要
しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、公知のアマルガムの配置を示す、低圧
水銀放電ランプの部分側面図である。

【図２】図２は、図１のアマルガム被覆点灯フラッグの
拡大断面図である。

【図３】図３は、本願発明の実施例によるランプを示す
図である。

【図４】図４は、本願発明の実施例による点灯フラッグ
を示す図である。

【符号の説明】

１ 主アマルガム ８ インジウム金属層 １６ エンベロープ １８ 燐光物質被覆 ２、３２ 点灯フラッグ（補助アマルガム） ４、３４ ランプ ６、３６ 金属箔 ３８ 結合分子ふるい粒子層 １０、２０、４０ リード線 １４、４４ コイル

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属箔と、 前記金属箔に付着せられた結合分子ふるい粒子層、から
   構成された、低圧水銀放電ランプ用点灯フラッグ。
2. 【請求項２】 前記層が無機バインダーを有する、請求
   項１記載の点灯フラッグ。
3. 【請求項３】 バインダーがコロイドアルミナゾルであ
   る、請求項２記載の点灯フラッグ。
4. 【請求項４】 金属箔が、酸化またはエキスパンドされ
   たステンレス鋼である、請求項１記載の点灯フラッグ。
5. 【請求項５】 ふるい粒子が、約４．２Åの細孔径を有
   する結晶ゼオライトである、請求項１記載の点灯フラッ
   グ。
6. 【請求項６】 分子ふるいが４５容量パーセントの気孔
   率を有する、請求項７記載の点灯フラッグ。
7. 【請求項７】 ふるい粒子が結晶ゼオライトであり、そ
   の気孔が、水銀分子の吸着および、加熱による吸着水銀
   分子の放出に十分な直径を有している、請求項１記載の
   点灯フラッグ。
8. 【請求項８】 放電空間を形成する封止エンベロープ
   と、 封止エンベロープの一端に配設された熱放出電極と、 封止エンベロープ内に封入された水銀蒸気と、 放電空間内に配設された水銀放出点灯フラッグと、から
   構成された低圧水銀放電ランプにおいて、前記点灯フラ
   ッグが、金属箔と、該金属箔に付着された結合分子ふる
   い粒子層から構成されている、低圧水銀放電ランプ。
9. 【請求項９】 点灯フラッグが、請求項２ないし請求項
   ７いずれか１項記載の点灯フラッグである、請求項８記
   載のランプ。
10. 【請求項１０】 点灯フラッグが前記電極のリード線上
    に配設された、請求項８記載のランプ。
11. 【請求項１１】 電極が、第１と第２の対向する端部に
    おいて第１と第２のリード線に固定されたコイルを有
    し、点灯フラッグが電極の一方のリード線上においてコ
    イルに隣接して配設された、請求項８記載のランプ。
12. 【請求項１２】 前記点灯フラッグが、分子ふるい粒子
    を有した補助点灯装置を構成しており、さらに放電空間
    内に配設された主アマルガムを具備した、請求項８記載
    のランプ。