JPS61232547A - 低圧水銀蒸気放電ランプ - 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】 産業上の利用分野 本発明は、螢光ランプ、殺菌ランプなどの低圧水銀蒸気
放電を利用したランプで、特に高負荷や高周囲温度時の
水銀蒸気圧最適化を目的として、ランプ内にアマルガム
を具備した低圧水銀蒸気放電ランプに関するものである
。

従来の技術 ランプ内に具備されたアマルガムは、その温度が内部の
水銀蒸気圧を決定するため、ランプの定常動作中に最適
な温度となる位置に設置される。

例えば、アマルガムを具備したいわゆる電球代替形螢光
ランプでは、発光放電管端部にあるステム細管内に設置
される。一方、これらのアマルガムはランプの定常動作
中、粘度が低下して流動性をもち、重力などによって最
適位置から移動してしまうため、種々の保持構造が提案
されてきた。

また、ランプ定常動作中のランプ内の水銀蒸気圧を決定
するこれらのアマルガム、いわゆる主アマルガムに加え
て、ランプ始動から定動動作へ移行する間の特性の立ち
上がシ時間を短くするため　　　　゛に、電極近傍に別
のアマルガム、いわゆる補助アマルガムを設置している
。この補助アマルガムはその量が主アマルガムに比べて
格段に少ないため、他の金属などにメッキするという簡
単な保持構造にしているにもかかわらず、重力などによ
って移動しない。

したがって、アマルガムの保持は主アマルガムについて
種々の構造が提案されてきたのである。

例えば、電球代替形螢光ランプでは、細管内にガラス棒
を挿入したり、細管にくびれをもたせたりしてアマルガ
ムを保持している。

発明が解決しようとする問題点 しかし、上記保持構造では、消灯・点灯サイクル、周囲
温度、電源電圧などの変動釦起因するアマルガム温度の
変動に対して、発光放電管内の水銀蒸気圧の応答時間が
長くなる欠点がある。

アマルガムと発光放電管内の水銀蒸気圧が、ある平衡状
態からアマルガム温度などが変化して別の平衡状態に達
するのに必要な時間、いわゆる応答時間は水銀原子がア
マルガムと放電空間とを行き来する単位時間当りの個数
に依存する。また、この個数はアマルガムが放電空間と
連続している空間にさらされている表面積とその表面と
放電空間の水銀蒸気に対するコンダクタンスに依存スる
。

例えば、その表面積が大きく、またはそのコンダクタン
スが大きければ、放電空間の水銀蒸気とアマルガムとの
反応チャンスが大きくなシ、別の平衡状態に短時間に達
するため、応答時間が短くなるのである。

しかし、従来の保持構造では保持の信頼性を上げるため
に、上記の表面積やコンダクタンスを小さくせざるを得
なく、その結果水銀時間の応答時間が比較的長い。水銀
蒸気圧の応答時間が長くなると、ランプの種々の特性の
応答時間が長くなるとともに、ランプ履歴による応答時
間のバラツキも大きくなり、ランプ特性上好ましくない
。

すなわち、従来の保持構造のランプでは、ランプ特性の
応答時間が長く、またそのバラツキも大きいという問題
があった。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもの
で、従来のランプに比べ、ランプ特性の応答が短く１．
そのバラツキも小さい優れた特性を有する低圧水銀蒸気
放電ランプを提供することを目的とする。

問題点を解決するだめの手段 この問題を解決するために本発明は、発光放電管の放電
空間に通じた小室内に、前記放電空間側に第１の金属線
からなる芯線のまわりに第２の金属線をらせん状に巻き
つけた芯線付コイルを第３の金属線のまわりにらせん状
に巻きつけてなるコイルを、前記放電空間と反対側にア
マルガムをそれぞれ設けたものである。

作　　用 この構成により、従来の保持構造に比べて保持の信頼性
などを損うことなしに、アマルガムが放電空間と連続し
ている空間にさらされている表面積やコンダクタンスを
大きぐすることが可能となり、水銀蒸気圧の応答時間を
短くすることができる。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を用いて説明する
。

第２図に示すように、本発明実施例の低圧水銀蒸気放電
ランプは大きく三つの部分に分かれている。すなわち、
それらは、ガラス外管１、発光放電管２およびベース３
である。

発光放電管２は管状のガラス管の両端に電極４゜５など
を具備したステムで気密封着され、内部には希ガスが封
入されている。放電は電極４，５間で維持される。また
、発光放電管２の管軸は３個所でＵ字形に折れ曲が９、
電極４．６に近い２個所の折れ曲がりが作るそれぞれの
平面は、残シの折れ曲がりが作る平面とほぼ直交し、か
つそれら２個所の折れ曲がりのそれぞれの平面への写像
はほぼ一致する。

放電からの水銀共鳴線を可視光に変換する螢光体層６が
発光放電管２の内面に被着されており、この可視光を散
乱させるために透光性の微粒子層７がガラス外管１の内
面に被着されている。

さらに、発光放電管２の一方のステム細管１２内には、
主アマルガムとして動作するアマルガム８が設けられて
いる。アマルガム８は、はぼ円筒状のコイル９によって
放電空間と隔離されている。

このコイル９は、第１図に示すようにアマルガム８と合
金化しない第１の金属線９ａからなる芯線のまわりに、
同じ材質の第２の金属線９ｂをらせん状に巻きつけた芯
線付コイルを同じ材質の第３の金属線９Ｃのまわりにさ
らにらせん状に巻きつけて構成されている。このコイル
９はスプリンパソクを生じやすい材料を用いる場合には
、その製造工程で歪取りの熱処理を行なっている。

また、補助アマルガムとして動作するアマルガム１０が
金属メツシュ上にメッキされて、電極４゜５の内部リー
ド線に取り付けられている。

ペース３の一端には口金部１１があり、外部から電力を
取シ入れ、ペース３の内部に設けられている点灯回路を
経て、他端に接続されたガラス外管１内の発光放電管２
に電力を供給する。

続いて、上記の放電ランプの、より具体的な実施例につ
いて説明する。

第１の実施例として、管外径が１５．５ｍｓ封入ガスが
アルゴン４７０Ｐａ、管軸に沿った電極間距離が２８傭
、螢光体層６が複数の希土類螢光体い からなる発光放電管２が用られた。また、ガラス外管１
として１０４ｆｆｉｌ１１径のものとし、微粒子層７と
してリン酸カルシウム層が用いられている。アマルガム
８には、モル比で５２：４６：２のビスマス・インジウ
ム・水銀が用いられ、外径が２．９間、長さが１１ｒｒ
ｒ！ｎのほぼ円筒状のコイル９で放電空間と隔離された
。コイル９としては、０３箇径の鉄クロム合金である第
１の金属線のまわりに、同じ径の第２の金属線を０．６
９のピッチでらせん状に巻きつけた芯線付コイルを１．
１ｒＭＲ径の第３の金属線のまわりに１．３５圏のピッ
チで巻きつけたものが用いられた。アマルガム１ｏとし
て、アマルガム８よりも融点の高いインジウムが用いら
れている。ペース３の内部には商用周波数で約２３００
のチョークと点灯管が取り付けられており、１００Ｖで
点灯可能となっている。

このような第１の実施例の放電ランプを常温でかつペー
ス上側方向で点灯した場合、ランプ特性のひとつである
ランプ電流の始動後の時間に対する変化は、第３図に示
したとおりになった。このランプ電流の変化は発光放電
管２内の水銀蒸気圧の時間変化を反映したものである。

なぜなら、水銀蒸気圧の変化によって、主に陽光柱電界
が変化し、それにしたがって、発光放電管２の見掛けの
インビーダンスが変化し、ランプ電流の変化となるから
であるＯ第３図で、ランプ始動後約１０分で生じている
ランプ電流の大きな領域は水銀蒸気圧が高過ぎる領域で
あり、その後ランプ電流が低下し一定値を示している領
域はアマルガムによって水銀蒸気圧がほぼ最適値に制御
されている領域である。

この図から明らかなように、第１の実施例のランプ（曲
線Ｉ）は２　＠　６１１１１１の径で１１ａ長さのガラ
ス棒を用いた従来の保持構造によるランプに比べ、始動
後のランプ電流が一定値に安定するのに必要な時間、す
なわち水銀蒸気圧の応答時間が短いことがわかる。従来
のランプ（曲線１ｒ）の応答時間が３２分であるのに対
して、第１の実施例のランプでは２６分であり、約％に
短縮された。また、この応答時間は始動前のランプ放置
時間に影響を受けるが、第３図は３日間放置した場合で
ある。

１ケ月以上放置すると、従来の保持構造によるランプの
応答時間が約６ｏ分になるのに対して第１の実施例のラ
ンプのそれは約４６分に短縮され、放置日数３日の場合
と短縮比はほぼ同じであった。

また、低温時短時間放置の場合での水銀蒸気圧の応答特
性のひとつとしての光束立ち上がり時間についても短縮
効果が得られた。

第１の実施例に準じて、コイル９として、径が２．９ｍ
ｍで長さが８ＷｒＩＲのものを用いた第２の実施例のラ
ンプでは、応答時間は１８分であり、径が２．６聾で長
さが８順のガラス棒を用いた従来の保持構造によるラン
プの２３分に比べ、第１の実施例と同様に短縮された。

また、第２の実施例に準じたランプで、ペース３の内部
に商用周波数から高周波への変換回路と高周波インピー
ダンスが取り付けられた１　００Ｖで点灯可能な第３の
実施例のランプの応答時間は２８分であり、２．６ｒｍ
ｎの径で８ｍｍの長さのガラス棒を用いた従来の保持法
の場合に比べて第２の実施例と同様に短縮された。

以上のように、実施例のすべてのランプはそれぞれに対
応する従来の保持構造によるランプに比べて、その水銀
蒸気圧の応答時間が短縮された。

その結果、ランプに対する点滅をはじめとする変動の履
歴による応答時間のバラツキも小さくなった。

一方、衝撃テストなどによるアマルガムの保持の信頼性
の比較検討では、従来のアマルガム保持構造によるラン
プに対して、実施例のすべてのランプはその信頼性が低
下するようなことはなかった。それに加えて、始動特性
をはじめとする、ランプ光束や電気特性、動程特性など
についても、従来の保持法のランプに比べて悪くなると
いうような不都合も生じなかった。

なお、本発明は、上記実施例以外の構造や材料で構成さ
れたランプでも、要はアマルガムを具備した低圧水銀蒸
気放電ランプで、アマルガムと放電空間との間に、前記
構造のコイルで隔離した構成であればよい。

発明の詳細 な説明したように、本発明はアマルガムを内部に具備し
た低圧水銀放電ランプに対して、アマルガム保持の信頼
性や安定時のランプ特性などを低下させることなく、ラ
ンプの消灯点灯サイクル、周囲温度、電源電圧などの変
動に対する水銀蒸気圧の応答時間を短縮でき、その結果
、それら変動に対するランプ特性の応答時間の短縮とバ
ラツキの低減を図った低圧水銀蒸気放電ランプを提供す
ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

ｉ１図は本発明の一実施例である低圧水銀放電ランプの
要部断面図、第２図は同正面図、第３図は第１の実施例
のランプにおける始動後の点灯時間とランプ電流との関
係を従来のランプと比較して示す図である。 ２・・・・・・発光放電管、８・・・・・・アマルガム
、９・・・・・・コイル、９ａ・・・・・・第１の金属
線、９ｂ・・・・・・第２の金属線、９Ｃ・・・・・・
第３の金属線、１２・・・・・・ステム細管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発光放電管の放電空間に通じた小室内に、前記放電空間
   側に第１の金属線からなる芯線のまわりに第２の金属線
   をらせん状に巻きつけた芯線付コイルを第３の金属線の
   まわりにらせん状に巻きつけてなるコイルを、前記放電
   空間と反対側にアマルガムをそれぞれ設けたことを特徴
   とする低圧水銀蒸気放電ランプ。