JPS59154735A - 金属蒸気放電灯 - 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〕 本発明は始動を容易にするため２発光管内に放射性物質
を封入した金属蒸気放電灯に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

金属蒸気放電灯たとえばメタルハライドランプや高圧ナ
トリウムランプは発光効率が優れている反面、始動電圧
が高いので十分に高い電圧を印加して始動させる必要が
ある。しかしながら、近時。

低価格で軽量の水銀灯用安定器を使用して始動させるこ
とにより、高圧水銀灯との互換性を有するランプが開発
されており、この種ランプは始動電圧を引き下げて、低
い電圧で始動を可能にする手段が要求される。。

さらに、最近の省エネルギー化の傾向から、効率の低い
白熱電球に代わり得る小形の金属蒸気放電灯の開発が強
く望まれているが２発光管が小形になると始動電圧引き
下げの手段である始動用補助電接の設置がスペース的に
困難となる問題が生じる。

このような始動電圧の引き下げの一手段として。

特開昭５６−１２６２４８号公報、特開昭５７−９０４
７号公報には放射性物質あるいは取扱い上の安全性から
放射性物質をたとえばセラミクス体に分散密封させたも
のを発光管内に封入することによって。

大きな効果を挙げたものがそれぞれ示されている。

しかしながら、このような手段をとった場合、前記放射
性物質分散のセラミクス体の製造上のバラツキによって
、その形状が大きすぎたり、豊たは発光管が小形化され
、それにつれて電極の高さが低くなった場合等には遊動
自在に封入されている放射性物質とランプ点灯中に高温
となる電極とが接触することが起り得る。このような場
合、電極構成物質であるタングステン、モリブデン等の
高融点金属と前記放射性物質とが反応して発光管内面に
飛散し、早期黒化な生じて光束低下の原因となる。この
ため、たとえば放射性物質分散セラミクス体を非常に小
さく形成すれば、電極の高温部との接触は防止できると
しても、必然的に放射性物質量が少なくなるから始動電
圧の改良という本来の目的達成が困難となる。

これに対処して２発光管容器に発光管内部と連通ずる収
納部を設け、この収納部に放射性物質を収容することに
よって前記欠点を解消する手段も提案されている。

しかしながら、このような手段をとった場合には前記収
納部と放射性物質との空隙に発光管の最冷部が生じ、こ
の空隙に封入物である発光金属や同金属のハロゲン化物
等が溜まり、この結果封入物の蒸気圧が低くなって光束
や光束維持率の低下をきだすことがあった。本発明者等
はこの点につき究明した結果、原因は発光管容器に設け
た前記放射性物質収納部の設置位置が重要な関係を有す
ることを見い出しだ。

〔発明の目的〕

本発明は前記事情を考慮してなされたもので。

放射性物質が電極と接触することを防止するとともに放
射性物質の収納部に発光管の最冷部が生じないようにす
ることによって、始動電圧を低く保持しつつ、し２かも
光束、光束維持率を改善できる金属蒸気放電灯を提供す
ることを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は発光管容器に内部に連通ずる放射性物質収納部
を設け、かつ前記収納部の設置位置を発光管の発光部の
中心を通る水平面よシも上方にあるようにした金属蒸気
放電灯である。

〔発明の実施例〕

以上７本発明の詳細を図示の一実施例を参照して説明す
る。第１図は４０Ｗ（ワット）の小形メタルハライドラ
ンプの発光管を示し、（１）は内径約８価の球状に形成
された石英ガラス製発光管容器で。

その内部には水銀ＩＱｍｇ、　　よう化スカンジウムと
よう化ナトリウムが計２１１１ｇ、スカンジウムメタル
Ｑ、Ｑ５ｍｇとアルゴン１００トールが封入される。

（２ａ）　、　（２ｂ）は前記発光管容器（１）の両端
部に４　ｍｍの距離なへだてて対向設置された一対の電
極で、封止部（ｌａ）　、　（ｌｂ）に気密に封着され
たモリブデン箔（３ａ）　、　（３ｂ）を介して外部リ
ード線（４ａ）　、　（４ｂ）に接続している。（５）
は排気管を封じ切った跡のチップ部、（６）は第２図に
拡大して示すように放射性物質としでプロメチウム（Ｐ
ｍ）を放射能量で０．０５マイクロキユリ一分散させた
セラミック体で２発光管容器（１）の一部に形成した収
納部（力内に収容され、かつ発光管内部（８）と開口部
（９）を介して連通している。開口部（９）は放射性物
質からの放射線が発光管内部（８）に入射するのに充分
な広さを有するように形成される。また、前記放射性物
質収納部（７）の設置位置は第１図示のような垂直点灯
の場合には２発光部の中心０点（電極先端間距離の中心
）を通る水平面（Ａ面）より上方にある。

このような発光管の製造方法の一例を示すと。

まず２発光管容器（１）の管壁の一部なレーザ光で加熱
溶融して孔部（前記開口部（９））を形成し２次にこの
孔部を囲うように石英ガラス細管の一端を溶接し、他端
から放射性物質分散セラミック体（６）を前記石英ガラ
ス細管内に挿入し前記孔部上に載置させる。次に放射性
物質分散セラミック体（６）を残す位置で石英ガラス細
管を加熱溶融して発光管容器（１）から封じ切ることに
よって収納部（力が形成される。この際、封じ切り部を
セラミック体（６）に近かづけ過ぎ−ると溶融した石英
ガラスがセラミック体（６）に溶着し２両者の熱膨張率
の相違と、ランプ点滅時の温度変化により溶着部にクラ
ックを生じるので４両者の間には空隙を残すように封じ
切らねばならない。

あとは通常の方法により前記発光管を形成し。

この発光管を内部を真空または窒素、不活性ガス等を封
入した外管内に封装してランプができあがる。このラン
プは電気回路的には図示しないが安定器を介して発光管
の外部リード線（４ａ）　、　（４ｂ）から両電極（２
ａ）　、　（２ｂ）間に電圧が印加されて点灯するが、
始動電圧が通常の電源電圧よりも高い場合には必要忙応
じて始動時に高圧パルスが更に印加される。前記ランプ
は発光管容器（１）の管壁に設けた収納部（力内に放射
性物質分散セラミック体（６）が収容されているので、
これから放電のきっかけ。

つまり踵となる初期電子が開口部（９）を通って発光管
内部（８）に放出され、始動が迅速に行なわれ、しかも
始動電圧も低くなる。すなわち、放射性物質から放射さ
れる初期電子によシその近傍のアルゴンガスが電離され
、この電離された僅かなガスが存在するときにパルス電
圧が印加されると発光管内の絶縁破壊を生じて始動する
ことになる。

また、放射性物質は収納部（７）に収容されているので
、単に発光管内に遊動自在に封入した場合のように点灯
時に高温となる電極（２ａ）、（２ｂ）と接触反応し２
反応生成物が管壁に飛散被着して黒化を生じ、光束の低
下等ラング特性に悪影響を与えることかない。

しかも、放射性物質収納部（７）は発光管の発光部の中
心を通る水平面よシも上方に設置されており。

発光管はその内部の対流効果により下方よりも上方が高
温となるから、前記放射性物質収納部（７）が発光管の
最冷部となることはなり、シたがって収納部（力の空隙
に封入物である発光金属や発光金属のハロゲン化物等が
溜まることもなく、また、たとえ溜ったとしても点灯時
には高温となるので蒸気化し発光金属の蒸気圧低下に起
因する光束の低下が防止できる。

次に前記本発明の実施例ランプと同種ランプで放射性物
質を使用しないラング（従来例１）および放射性物質を
収納部に収容し、かつ収納部の設置位置が発光管の発光
部の中心を通る水平面以下にしたランプ（従来例２）と
の特性比較結果を第１表に示す。

以下余白 第　　　１　　　表 （パルス巾は約ｌμｓ、　） 第１表から判るように放射性物質を使用した（従来例２
）および（本発明）の始動電圧に関する効果は顕著であ
り、さらに光束に関する効果は従来例２に対し本発明が
顕著であることは明らかである。

第３図および第４図はそれぞれ他の実施例を示し、第３
図のものは前記と同様の小形メタルノ・ライドランプを
傾斜点灯した場合で２発光管容器（１）に設けた放射性
物質収納部（力の設置位置は発光部の中心０点を通る水
平面（Ａ面）よりも上方にある。

また、第４図のものも前記と同様の小形メタルハライド
ランプであるが、水平点灯した場合を示し、この場合の
発光管の発光部の中心を通る水平面とは一対の電極（２
ａ）　、　（２ｂ）を結ぶ線を中心とし。

この中心を通る水平面（Ａ面）よりも上方の発光管容器
（１）に放射性物質収納部（７）が位置するように設置
される。

これ等の場合も前記実施例と同様の作用効果が得られる
。

なお、放射性物質は取扱上の安全性から非放射性物質で
被覆したり、あるいは分散させた形で用いることが好ま
しく、特には前記実施例に示すようにセラミックに分散
含有させた形が望ましい。

さらに本発明は前記実施例に示すメタルノ・ライドラン
プに限られるものではなく、他の金属蒸気放電灯だとえ
は始動用希ガス、水銀およびナトリウムを封入した高圧
ナトリウムランプ、始動用希ガスと水銀を封入した高圧
水銀灯等にも及ぶものである。ただし、メタルノｈライ
ドランプがその発光管容器が石英ガラスだけからなるの
に対し、高圧ナトリウムの場合圧は発光管容器が透光性
セラミクス管とこの管の両端開口部を気密に閉塞する金
属又はセラミクス製の閉塞体からなり、前記透光性セラ
ミクス製は石英ガラス容器のように後工程での放射性物
質収納部の形成加工が困難なので。

セラミクス材料から管を形成する工程で収納部を同時に
設けるか、あるいは金属製閉塞体に収納部を設ける等の
手段をとることが好ましい。

まだ、高圧水銀ランプの場合は前記メタルハライドラン
プ、高圧ナトリウムランプ等に比較して本来その始動特
性は優れたものがあるが９発光管を小形化する際には始
動用補助電極の設定がスペース的に困難であること、ま
た寒冷地使用の場合には始動特性が悪化するので、これ
等の場合には本発明が有効となる。

なお、放射性物質としては半減期が比較的短かいものが
望ましく、半減期は０．５年〜１０年程度のものたとえ
ば炭素１４（Ｃ）、ナトリウム２２（２２Ｎａ）、カル
シウム４５（４５Ｃａ）、鉄５５　（５５Ｆｅ）。

コバルト６０（Ｃｏ）、ニッケル６３（Ｎｉ）、亜鉛６
５　（６５Ｚｎ）、　マｙガフ　５４　（５４Ｍｒ＋）
、　ストロンチウム９０（９０Ｓｒ）、　／ｌ／テニウ
ム１０６（１０６Ｒｕ）、銀１１０１０ （Ａｇ）、アンチモン１２５（Ｓｂ）、セシウム１３４
　（Ｃｓ）、セシウム１３７（Ｃｓ）、バリウム１３３
　（Ｂａ）、セリウム１４４（Ｃｅ）、プロメチウム１
４７（Ｐｍ）、ユウｏビウム１５４（１５４Ｅｕ）　、
　ユウｏピウム１５５（Ｅｌｌ）、金１９５（１９５Ａ
ｕ）、タリウム２０４　（２０’Ｔ／３）、アクチニウ
ム２２２７ ７（Ａｃ）、７メリシウム２４１（Ａｍ）、キュリウム
２４２（Ｃｍ）、キュリウム２４４（Ｃｍ）。

カリホルニウム２５２　（Ｃｆ）、鉛２１０（Ｐｂ）。

ラジウム２２６（Ｒａ）、ラジウム２２８（Ｒａ）。

トリウム２２８　（２２８Ｔｈ）などのうち少くとも１
種が選択使用される。また、セラミクスとしては酸化け
い素のような非金属散水物、酸化アルミニウム、酸化ナ
トリウム、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、酸化チ
タン、酸化カルシウムなどの金属酸化物および炭化アル
ミニウム、炭化ナトリウム、炭化カルシウムなどの金属
炭化物および窒化アルミニウム、窒化ナトリウム、窒化
マグネシウムなどの金属窒化物等が使用される。

〔発明の効果〕

以上詳述したよう釦２本発明によれば始動電圧を低下し
、かつ、放射性物質と１！極との接触による反応が回避
できるので発光管管壁の黒化を防止し、しかも放射性物
質収納部に最冷部が生じないため発光管内に封入した発
光金属あるいは同金属のハロゲン化物等が収納部の空隙
に溜まることがなく、シたがって発光金属の蒸気圧の低
下に基づく光束の低下も防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である小形メタルハライドラ
ンプ用発光管の斜視図、第２図は同じく（放射性物質収
納部の断面図、第３図および第４図は他の実施例の斜視
図をそれぞれ示す。 （１）・・・発光管容器、　　　　　（２ａ）、（２ｂ
）・・・電極。 （６）・・・放射性物質分散セラミック体。 （７）・・・放射性物質分散セラミック体収納部。 （８）・・・発光管の発光部の中心を通る水平面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発光管容器に対向する一対の電極を設け、内部に始動用
   希ガスと共に水銀またはさらに金属および金属ハロゲン
   化物の少なくとも一方を封入した発光管を具備し、前記
   発光管容器に内部と連通ずる放射性物質収納部を設けた
   ものにおいて、前記放射性物質収納部の設置位置を発光
   管の発光部の中心を通る水平面よりも上方にあるように
   したことを特徴とする金属蒸気放電灯。