JPS59132555A - 低圧水銀蒸気放電灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発ＩＪＪは低圧水銀蒸気放電灯に係り、特に気密容器
壁に高負荷のかかる蛍光ランプなどの低圧水銀蒸気放電
灯の特性を向上させることのできる低圧水銀蒸気放電灯
の構成の改良に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

蛍光ランプなどの低圧水銀蒸気放電灯は、その気密容器
内における水銀蒸気圧が６×１０　ないし７　Ｘ　ｌ　
ＯｍｍＨｇで比較的低い放電電流のときに。

供給電気エネルギーが水銀の２５３．７ｎｍの紫外域放
射線へ転換される効率が最も高くなることが知られてい
る。上記２５３．７ｎｍの紫外域の放射線は蛍光体励起
効率が高いから、−Ｆ記６×１０　ないし７　Ｘ　１０
　　ｍｍＨｇに水銀蒸気圧を維持することが好ましく、
このときの気密容器壁の温度は約４００Ｇである。しか
しながら、蛍光ランプなどの低圧水銀蒸気放電灯は、近
時管径の細い気密容器壁の負荷が高いものが増加してお
り、気密容器壁の温度が高（，１００℃を越すものがあ
る。このように気密容器壁温度が高温になると、気密容
器内の水銀蒸気圧が６　Ｘ　’１０−３ｍｍＨｇ程度よ
りいちじるしく高くなり、放射された２５３．７ｎｍを
主とする紫外域の放射線が水銀によって自己吸収され供
給電気エネルギーの紫外域放射線への転換効率が低下し
、したがって光出力が低下する問題があった。

これの対策としては、アマルガムを気密容器内に封入す
ることが知られており９例えば、水銀およびインジウム
と、リチウム、アルミニウム、亜鉛。

すす、鉛、ビスマスから選ばれた１種の金属とからなる
アマルガム、水銀とビスマスと鉛、または水銀トビスマ
スと鉛とすすとのアマルガムを使用した蛍光ランプが特
公昭５４−３３２１５号公報、特公昭５４−３８５８２
号公報などによって公表されている。しかしながら、上
記したアマルガムを使用した蛍光ランプは低温時での水
銀蒸気圧が低すぎるため放電開始電圧が高くなり、まだ
、光出力が所定値に安定するまでの時間が長くなり、さ
らに安定光束値が低いという問題があった。このことは
上記金属をアマルガムとして封入すると、上記アマルガ
ムが空気中で酸化反応を起すことがその一因と思われる
。

〔発明の目的〕

不発・力は上記した背景技術の問題点Ｋｇみてなされた
もので、気密容器の壁温か高くなっても紫外域の放射線
への供給電気エネルギーの転換効率が高いアマルガムを
使用し、しかも放電開始電圧が低く、光出力が安定する
までの時間が短い好ましい特性を有する蛍光ランプなど
の低圧水銀蒸気放電灯を斯界に提供することを目的とす
る。

〔発明の概要〕

本発明は気密容器内に、すずおよび鉛のうち１種まだは
双方と、ビスマスおよびインジウムとからなる合金を水
銀とともに封入したことを特徴とし、紫外域放射線への
転換効率が高く、気密容器壁温度が比較的低温になって
も放電開始電圧が高くならず光出力の安定の速い低圧水
銀蒸気放電灯である。

〔発明の実施例〕

本発明の詳細について実施例を参照して説明する。

本発明者らは、低圧水銀蒸気放電灯の一例としての蛍光
ランプに適用されるアマルガムについて検討した。

まず、インジウムならびに上記インジウム、ビスマス、
すす、鉛、の種々の組合せによる低融点合金を所定量の
純水仏とともに気密容器内に封入し蛍光ランプを製造し
、それぞれの場合の気密容器の温度（’Ｃ）とそのとき
の水銀蒸気圧（ｍｍＨｇ　）を測定した。

第１図は横軸に上記測定に使用した蛍光ランプの気密容
器壁温度（’Ｃ）をとり、縦軸に上記蛍光ランプの水銀
蒸気圧（ｍｍＨｇ）をとった特性曲線図であ　　−る。

曲線（Ａ）ないしくト）は下記第１表に示す金属または
合金を水銀とともに気密容器内に封入した蛍光ランプの
特性曲線であり２曲線（ト）は水銀のみを気密容器内に
封入した場合の特性曲線である。

第　　　１　　　表 第１図から明らかなように曲線（Ｄに相当する蛍光ラン
プは気密容器壁の温度が（ａ）で示す５０ないし１３０
℃の広い範囲において水銀蒸気圧が（ｂ）で示す６　Ｘ
　Ｉ　Ｏ”’ないし７　Ｘ　１０　　ｍｍＨｇの範囲の
安定しだ値を示しており、したがって水銀の２５３７Ｉ
Ｉ　ｒｎの紫外域放射線に１電気エネルギーを転換する
効率が上記気密容器壁温度の広い範囲で高い値を維持で
きることがわかった。他の曲！！　（Ａ）　、　（Ｂ）
　、　（Ｑならびに水銀のみの曲線（のに相当する蛍光
ランプは気密容器の上記湿度範囲でいずれも水銀蒸気圧
が上記範囲外に逸脱し、したがって紫外域の放射線へ電
気エネルギーを転換する効率が低下する。

つぎに本発明者らは、上記第１表に示す曲線Ｏ）に相当
する合金の蛍光ランプの気密容器内に封入される重量の
水銀全重量に対する比率を変化させて上記気密容器１３
％温度に対する全光束（Ａｍ）ので１１がどのように変
化するかを試験した。その結果を第２図に示しだ。すな
わち、第２図は横軸に気密容器壁温度（’Ｃ）をとり縦
軸に全光束（１ｍ）の最大値を１００としたときの比光
束（％）をとって示す特性曲線図であって、前記曲線（
Ｑに相当する合金の重量の気密容器内の水銀全重量に対
する比率と曲線との関係は下記第２表に示すとおりであ
る。

第　　　２　　　表 より大きいと２曲線（ト）のように気密容器壁の温度小
さい曲線（イ）の場合には気密容器壁の温度が１１８℃
以上になると比光束値が９０％以下に低下する。

前記したように気密容器壁の温度は５０’Ｃないし１３
０℃が必要であるから、上記曲線（イ）および曲線（ト
）に相当する合金の水銀に対する重量比は好まから１３
０℃にかけての比較的低温から高温に到る広い範囲の気
密容器壁温度において十分な光出力を得ることができる
。

上記の結果から、気密容器壁の温度が５０’Ｃがら１３
０℃までの広い範囲において供給電気エネルギーを水銀
の２５３．７ｍｍの紫外域放射線へ転換する効率が最高
になるように保持し、高い光出力を放射させることがで
きる蛍光ランプ、すなわち。

気密容器内の水銀蒸気圧を６　Ｘ　１０”−”ないし７
×１０ｍｍＨｇに維持することのできる蛍光ランプを得
るためには、インジウム、ビスマス、　ｆス、　鉛（７
）本発明者らの実験によれば前記インジウム４ないし５
０重量％、ビスマス３０ないＬ７２ｉｉ％。

すず１５ないし５５重量％、鉛１ないし１２重量％の合
金（１合金（Ｉ）」　と称する。）のほか、下記第３表
に合金（Ｉ）の組成とともに示す組成の合金（Ｉｆ）、
（１）においても合金（Ｉ）と同様の効果を発揮するこ
とが確認されており、しだがって、上記合金（ＩＩ）、
（１）を封入した蛍光ランプの特性については合金（Ｉ
）を封入した蛍光ランプの実験値によって代表させた。

第　　　３　　　表 第３図は上記合金（Ｉ）を水銀とともに気密容器内に封
入した本発明一実施例の蛍光ランプと従来の蛍光ランプ
との点灯初期の光束の変化を示す特性曲線図であって、
横軸に点灯開始後の経過時間（分）をとり、縦軸に安定
したときの最高光束値を１００としだ比光束値（％）を
とって示しである。

曲線（い）は前記笛１表曲線（Ａ）に該当する蛍光ラン
プ、曲線（ろ）は同表曲線（Ｂ）に該当する蛍光ランプ
、曲線（は）は同表曲線（Ｃ）に該当する蛍光ランプ、
曲線（に）は本発明一実施例の合金（Ｉ）を水銀ととも
に封入した蛍光ランプ、曲線（は）は水銀のみを封入し
、アマルガムを形成する金属または合金を封入しない蛍
光ランプのそれぞれの点灯初期の光束の変化を示す特性
曲線である〜。第３図から明らかなように曲線（に）に
示す本発明一実施例の蛍光ランプは点灯後７分で安定し
た光束を放射し２点灯初期の光束の低下はない。これに
対し。

曲線（い）に示す蛍光ランプは光束が安定するまでに７
７分を要し、しかも安定光束値が本発明の最高光束値の
９８％弱であり２曲線（ろ）および（は）に示す特性の
蛍光ランプは、光束が安定するまでにそれぞれ４６分、
３３分を要している。さらに曲線（は）は水銀のみを封
入した蛍光ランプであって１点灯後２分程度で光束値は
最高値に達するが。

その後低下して５３分程度で安定値に達し、その光束値
は最高光束値の６４７％程度にすぎないことが判る。

前記合金（Ｉ）および（ＩＩＩ）を水銀とともに気密容
器内に封入した蛍光ランプは、上記第３図の曲線（に）
に示す蛍光ランプと同等の点灯初期における光束安定特
性を示すことを本発明者らは実験により確認した。

本発明は上記した蛍光ランプに限らず低圧水銀蒸気放電
灯全般に適用して効果を有している。

また２本発明はすずおよび鉛のうち１種または双方とビ
スマスおよびインジウムからなる合金を水銀とともに気
密容器内に封入し、気密容器内に寸ｄいてアマルガムを
形成させるから、従来のアマルガムの形で気密容器内に
封入させるものと異なり酸化などの進行がなく、低圧水
銀蒸気放電灯の放電開始電圧が高くなったり、光出力が
低下したりする従来の問題点を防止することができる。

本発明者らの実験によれば２本発明低圧水銀蒸気放電灯
に使用される合金は、ビスマスとインジウムとを主体と
しており、ビスマスの重量％が７２重量％より多いか、
またはインジウムの重量％が４重量％より少ないと、上
記合金の固相と液相とが共存する領域が高温になり、し
だがって水銀蒸気圧が安定化する温度が高くなりすぎ、
ビスマスの重量％が３０重量％より少ないか、またはイ
ンジウムの重量％が５０重量％より多くなると。

低温時における水銀蒸気圧が低くなりすぎて、好ましく
ない。また、すすの重量が１５ないし５７重量％または
鉛の重量が５ないし４０重量％の領域から外れると水銀
蒸気圧が安定する領域が狭くなる。すず１５ないし５７
重量％に鉛を加えたビスマスとインジウムを主体とする
上記合金は本発明低圧水銀蒸気放電灯に適用して好まし
い特性を示した。したがって本発明低圧水銀蒸気放電灯
は低温時においても安定した水銀蒸気圧が得られるから
、従来のアマルガムを使用したものに比べて低い電圧の
９０Ｖ以下で容易に放電開始する特性が得られた。

〔発明の効果〕

本発明は気密容器内にすずおよび鉛のうち１種または双
方と、ビスマスおよびインジウムトカラなる合金を水銀
とともに封入したことを特徴とする低圧水銀蒸気放電灯
であって、気密容器内に封入される前に合金が水銀とア
マルガムを形成していないから、アマルガムが気密容器
内に封入される前に酸化などの化学反応を起すことがな
く、シたがって光出力が高く、放電開始電圧が低く、ま
た光出力が所定値に達するまでの時間が短く、気孔容器
壁温度の高いＸ７１蛍光ランプなどの低圧水銀蒸気放電
灯の特性を向上させることが可能な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は蛍光ランプの気密容器壁温度と気密容器内の水
銀蒸気圧との関係を示す特性曲線図、第２図は蛍光ラン
プの気密容器壁温度と比光束値の関係を示す特性曲線図
、第３図は蛍光ランプの点灯初期の点灯時間と比光束値
の変化を示す特性曲線図である０ 第１図 □気密８詰壁温度（０Ｃ） 第２図 ０　１０　２０　３０４０　５０６０　７０　８０９０
１００ＮＯ＋２０＋３０１４０１５０１６０１７０□気
密容器壁温度　（６Ｃ） 第３図 ％ □６灯時間　（分）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）気密容器の両端に電極を具備し、上記気密容器内
   に易放電気体と水銀とを封入してなるものにおいて、上
   記気密容器内に、すずおよび鉛のうち１種または双方と
   、ビスマスおよびインジウムとからなる合金を水銀とと
   もに封入したことを特徴とする低圧水銀蒸気放電灯。
2. （２）気密容器内に水銀とともに封入される合金は。 水銀の全重量に対して１．５倍ないし２３倍封入されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の低圧
   水銀蒸気放電灯。
3. （３）気密容器内に水銀とともに封入される合金は。 ビスマス３０ないし７２重量％、インジウム４ないし５
   ０重量％を含有していることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項ならびに第２項記載の低圧水銀蒸気放電灯。
4. （４）気密容器内に水銀とともに封入される合金は。 ビスマスおよびインジウムと、１５ないし５７重量％の
   すずまたは５ないし４０重量％の鉛を含有していること
   を特徴とする特許請求の範囲第３項記載の低圧水銀蒸気
   放電灯。
5. （５）気密容器内に水銀とともに封入される合金は。 ビスマスおよびインジウムとともに、１５ないし５７重
   倹％のすず−とｌないし１２重量％の鉛とを含有してい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の低圧水
   銀蒸気放電灯。