JPS61245456A

JPS61245456A - 水銀蒸気放電灯およびその製造方法

Info

Publication number: JPS61245456A
Application number: JP8610385A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Anzai; 安西　良矩; Takeo Nishikatsu; 西勝　健夫; Hiroyoshi Yamazaki; 山崎　広義; Goroku Kobayashi; 小林　伍六
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1985-04-22
Filing date: 1985-04-22
Publication date: 1986-10-31

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〕本発明は螢光ラングのような低圧ガス放電灯の放電路を
屈曲させて外管形状を小形にし、白熱電球に代替可能な
ようにした水銀蒸気放電灯およびその製造方法に関する
ものである。

〔従来の技術〕

現在、一般照明光源としては螢光ランプがその効率の良
さ、面発光に近いダレアの少なさおよび光色の選択の広
さなどから数多く使用されている。

しかしながら、効ｙ＄が螢光ランプの鴨〜１１５程度の
白熱電球もまだかなル使用されておシ、省エネルギー化
が強く叫ばれる現在では問題がある。

この現象は白熱電球が螢光ランプにない小形、高輝度で
片口金の性状を有しているため照明器具の設計の自由度
が大きいことおよび点光源に近いため蔭影な混じえたア
クセント照明やムード照明を行い易いことなどがあるた
めである。

螢光２ンプにこの白熱電球の長所を持たせる丸め螢光ラ
ンプの小形化の試みが従来から考えられ、一部は実用化
されている。例えば、螢光ランプをＵ字形に曲げて従来
の螢光ランプの約騒の長さにし、片側に口金部を寄せた
ラング（実公昭３６−３９７２号公報、実公昭３６−２
７４７３号公報）が提案されている。また、Ｕ字形の螢
光ランプを更に二つ折シ（ダブルＵ字形）にしランプ長
を大きく保ちつつ全体の形状を小形化し、このランプを
外管グローブ内に点灯装置と一体にして収め、Ｅ屋口金
を付ける電球代替用のランプ（実開昭５６−８０５８号
公報、５６−５２８５０号公報）が提案され、また類似
構造のものも実用化されている。しかし、Ｕ字形螢光ラ
ンプは一般の直管ランプの約騒の長さに小形化されるが
、電球のように小さくすると明るさと効率が低下してし
まうという問題点がある。又、ダブルＵ字形としたラン
プは螢光ランプ単体としては高効率であるが、外管グロ
ーブ内に点灯装置と一体にして電球代替用とした場合、
点灯するとグローブ内の温度が上シランプ内の水銀蒸気
圧が大幅に上昇し効率が低下してしまうという問題点が
ある。そこで、ランプ長を大きく保ちつつ水銀蒸気圧の
上昇を抑制するため、水銀と希ガスを封入した密閉外管
内に一端が一口し他端に電極を有しかつ外管パルプの底
面に気−密に装着されたＵ字形の２本の内管な設けたラ
ンプが提案されている（特開昭５４−４４３７０号公報
、特開昭５７−４４９５７号公報）。この２ンプは効率
を左右する水銀蒸気圧を決めるランプの最冷点が外管壁
にできるため点灯しても水銀蒸気圧があまシ過昇せず、
上記したダブルＵ字形ランプを内罵した電球代替ランプ
より効率が改善される。しかし、このランプも外管壁に
水銀が付着し最冷点となるため、ランプの点灯後置冷点
の温度が上昇するのに時間がかかシ、光束の上昇が遅く
なる問題点がある。４！に、温度が低い場合安定するま
でに１０〜１５分間を要し、改善が望まれていた。この
ため、電極の近傍に水銀と作用してアマルガムを形成す
る金１４を少量設置し、点灯直後にこのアマルガムより
急激に水銀を蒸発させ、光束の立上シ特性を改善するこ
とが提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるに、上記のように密閉外管内に一端が開口し他端
が電極と共に外管パルプの底面に気密に溶着した複数の
屈曲した内管な設けた構造のランプの製造方法として、
外管パルプの底面と内管ランプの一端を無機接着剤を用
いてセラミック板などで気密に接着することが行われて
おシ、仁の方法は内管ランプの放電路長を長くとれるた
めこの種の電球代替ランプにとっては良い方法である。

しかし、電極近傍にアマルガム形成金属な設置すると、
無機接着剤の加熱溶融接着工程に４００〜５００℃の加
熱処理があるためアマルガム形成金属が酸化し、ランプ
完成後水銀と作用してアマルガムを形成しにくくなシ、
光束の立上シ特性改善の効果が得られないという問題点
があった。また、ランプ点灯後酸化金属よ）酸素が遊離
し、ランプ特性を低下させるなどの問題点があった。又
、アマルガムまたはアマルガム形成金属の設置方法とし
て、これな金網で包んで電極に設置する方法（特公昭４
７−２９８７７号公報、実公昭４９−１６５８号公報）
やスパッタ法によりミ極脚部に設置する方法（実公昭４
８−１１９８６号公報）などが提案されている。しかし
、これらの方法は設置方法が複雑で手間がかかシ量産上
問題がある。また、上記のような二重管構造のランプで
は酸化防止のため使用材料が制限されるなどの問題点も
あった。

本発明は上記のような問題点を除去するためにどで気密
に封着した二重管構造のランプにおいて、ランプ内に設
置したアマルガム形成金属が酸化する問題を解決すると
ともに該金属の配置が容易であシかつ特性上再点灯時も
含めて良好な初期光束立上シ特性を有する水銀蒸気放電
灯およびその製造方法を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る水銀蒸気放電灯の製造方法においては、電
極ステム部に銀粉末、低融点ガラス粉末、有機バインダ
樹脂および溶剤よルなる混合ペーストを塗布乾燥した後
、この電極ステム部と内管、外管、排気管などの部品と
封止板（セラミック板）とを無機接着剤を用いて加熱に
より気密封着し、その後排気管より排気しつつ通常のラ
ンプ排気工程を経てランプを製造する。又、どの銀−ガ
ラスフリットの溶着Ｍ（銀核ｇ）の性状は面積が少なく
とも１．０　Ｃ１１以上とし、望ましくは電極リードの
一端と接続するように被着するとともに、その組成は低
融点ガラス／銀の重量比が”／１ｏ　ｏ　ｕ〜１．０で
あるとする。

〔作用〕

この新規な製造方法によると、アマルガム形成金属をペ
ースト状にして電極ステム部に薄く塗布した後、その放
電灯の接着封止時の高温熱処理工程時に塗布した銀被膜
の有機バインダ樹脂を燃焼させるとともに混合されてい
る低融点ガラスを溶融させ、ステムガラス上に銀を溶着
させる。アマルガム形成金属として銀を使用しているの
で封着時の温度程度では酸化することがなく、また被着
処理工程に通常のとの種の製造工程をそのまま使用する
ことができるので極めて簡単にしかも強固にガラス面に
被着して製造することができる。又、この新規な製造方
法によって製作された水銀蒸気放電灯は、そのアマルガ
ム形成金属の電極ステム上の塗膜がｉ、ｏｃ１１Ｃ１１
以上を有するためランプの消灯後極めて速く水銀蒸気を
再吸収する作用を持つとともに、低融点ガラスと銀の組
成を最適に選んでいるため被着性、導電性および水銀の
吸着性が優れた作用効果を持つ。さらに、この優れた導
電性と被着性によりミ極す−ド線を含めてステムガラス
面上に導電性よく塗膜を形成できるので、ランプの点灯
初期の光束の立上夛を速める作用を有する。

〔実施例〕以下、本発明の実施例を図面とともに説明する。

第１図は本実施例に係る水銀蒸気放電灯の電極ステム部
を示し、電極ステム１はステムガラス４に電気導入線６
が封止されておシ、その先端のｉｋ極リード線３間に電
極２が設置された構造となっている。そして、約８〜２
０ミクロンの銀粉末と軟化点４０５℃のＰｂＯ−ＢｚＯ
ｓ系の低融点ガラス粉末と少量のバインダ成分としての
アクリル樹脂（有機バインダ樹脂）との混合物をトルエ
ン溶剤でペースト状にし、このペースト剤をステムガラ
ス４上に塗布し、乾燥させて銀被膜５を形成する。一定
面積に塗布する場合、溶剤量の調整により銀の付着量を
制御することができる。

第２図は本実施例に係る水銀蒸気放電灯（二重管ランプ
）の排気工程前における斜視図を示し、螢光ランプ本体
７は光透過性の径７０１１で高さ１００鱈のガラス製外
管８、径１６ｆｉで長さ１８０諷の内壁に螢光体層が被
着されたＵ字形の内管９、径５鱈の排気管１０および銀
被膜５を被着された電極ステム１が７オルステライト系
のセラミック板（封止板）１１と組合せられ、軟化点４
３５℃のＰｂＯ−Ｂ２５ｓ　−ＺｎＯ系の７リツトガラ
ス（無機接着剤）を用いて４５０℃、２０分の加熱処理
によって封着形成される。この結果、外管８の底面即ち
開口部と内管９の一端はセラミック板１１により気密に
封着され、二重管構造となる。この封着加熱処理により
ミ極ステムｌ上の銀被膜５はそのバインダ成分が分解燃
焼されるとともに含有低融点ガラスが溶解し、銀被膜５
をステムガラス４上に溶着させる。従って、銀被膜５中
に混入する低融点ガラスの軟化温度は、ランプの組立に
使用する無機接着剤としての低融点ガラス７リツトの融
点と同じかその温度以下にする必要がある。

その後、螢光ランプ本体７は排気管１０を介しての通常
の排気工程に入る。排気工程では螢光ランプ本体７の温
度が冷えている場合は加熱しつつ排気管１０よりｍ気し
、さらに電極２を通電加熱し電極物質を分解活性化する
と共に４０ダの水銀とアルゴンガスを３．０トール新入
し、排気管１０を封止する。

第３図は小形螢光ランプ本体７を電流制限器１２および
始動器１３を収納した点灯容器１４と一体化し、さらに
Ｅ型口金１５を取付けて形成した電球代替螢光ランプ１
６を示す。第４図はその電気回路を示す。

ランプの点灯は第４図に示すように電源ソケットにＥ型
口金１５をねじ込み、電源が投入されると始動器１３と
して例えばダローランプを使用した場合グ四−放電が起
こってバイメタル電極が短絡状態となシ、２個の電極２
に予熱電流が流れ電極２は十分熱せられ熱電子が放出さ
れる。その後、グ四−ラングは冷却されバイメタルが開
放されるが、このとき電流制限器１２によって高いイン
ダクションキック電圧がランプ両端の電極２，２間に発
生し、ランプは内管９の一点鎖＠１６のように放電アー
クがつなが）点灯する。ランプに封入された水銀は、一
部は電極ステム１上に被着されたアマルガム形成金属で
ある銀被膜５と作用して一部アマルガムを形成し、また
一部は外管８の最冷点に付着する。

これらランプの周囲温度１０℃における点灯直後の光出
力変化を、アマルガムを設置しない同一形式のランプと
比較して測定した。その結果を第５図に示す。アマルガ
ムのないランプ（曲線Ｉ）は水銀が付着している外管壁
の温度が上がるのに時間がかかるため光束の立上シが遅
く、安定までに約２０分を喪するが、本実施例のアマル
ガムを設置したランプ（曲線Ｍ）は点灯すると電極２の
近傍にあるアマルガムの温度が速く上昇し、そこから急
激に水銀が蒸発するため早い光束の立上）特性を示す。

このため、アマルガム形成金属を酸化させることがない
ので良好な結果が得られる。

又、アマルガムの設置がステムガラス４上への塗布とい
う簡単な方法で可能であシ、しかもその後は通常の熱処
理工程を行えば良く、被膜を強固に付着され、量産も可
能となる。

しかし、本実施例のラングを消灯し、４０分後に再点灯
したとき、第５図あるいは第６図の曲線■に示すように
光束立上シ効来が低下することが判明した。この現象は
銀アマルガムから蒸発した水銀が消灯後銀被膜５の温度
降下が遅いために再吸着され難いためであると考えられ
る。

そこで、本発明者は同一銀量２０〜に、対して銀被膜５
の面積を変化させたランプを試作し、消灯６０分後の光
束立上シ特性を調べた。これを第６図の曲線■〜■に示
す。銀被膜５の表面積は曲線■〜■に対して夫々０．５
ｍ　、　１．Ｏｃ！Ｉ、　１．５ｃｌＩ。

２．０　ｃＩｌである。表面積が０．５　ｃｄの曲線■
では効果が小さいが、表面積が１．０　ｄ以上の曲線■
〜■では良好な立上シ特性が得られた。このように本実
施例の銀被膜５の形成方法は金属リボンやメツシュにメ
ッキする方法に比較し、ペースト濃度を容易に変えるこ
とができるので製作が容易となる。

又、銀被膜５の銀と低融点ガラスの組成比を変えたシ、
あるいは銀波［５を一方の電極リード３も含めて塗布す
るか否かについて種々の試作を行った。その内容を次表
に示す。

尚、ここで使用した銀粉末、低融点ガラス粉末はいずれ
も１５０メツシュ通過のものを使用した。

第７図は前弐の試作ランプの周囲温度１０℃における光
束立上シ特性である。曲線ＩＩＩ、Ｖｌ（ランプ番号に
対応）を比較すると、電極リード３との接続があった方
が光束立上シ特性が向上することが判明した。これは、
電気的接続があるものは銀被膜５に電子が流入するので
水銀蒸発が速くなるためと考えられる。しかし、前表か
ら判るように、被膜組成によっては電極リード３を含め
た塗布を行ってもランプ番号Ｖのように電導度が得られ
ない場合には好結果が得られなかった。又、逆にランプ
番号１のよりにガラス含有量を減少し過ぎると被膜強度
が低下し、ランプ製造工程中あるいはランプ完成後の輸
送中に被膜が剥離し、良結果が得られなかった。従って
、銀と低融点ガラスの組成比（低融点ガラス／銀型量比
）は２７１０００〜１．０が好ましいものであった。

尚、上記実施例では低融点ガラスを銀の接着剤として使
用したが、これに限定されるものではなく、ランプ組立
時に使用するフリットの軟化温度以下で接着作用を示す
無機物質、例えば１ｈＯｓ系混合物なども使用できる。

又、上記実施例ではアマルガム形成金属として銀を用い
たが、これに限定されるものではなく、ランプの組立フ
リットの軟化温度で酸化しない物質例えば金なども使用
できる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、二重管構造の水銀蒸気放
電灯において、内管の電極ステムにアマルガム形成金属
の被膜な被着させておシ、点灯時アマルガムの温度が急
上昇して水銀の蒸発が急激に行われるために良好な光束
の立上シ特性が得られる。しかも、アマルガム形成金属
はランプの封着工程で用いる無機接層剤の軟化温度で酸
化しないものを用いてお）、光束の特性改畳は良好に行
われる。又、アマルガムの設置は電極ステムへの塗布に
よル簡単に行うことができるとともにその後の熱処理工
程は通常のものを用いることができ、アマルガムの設置
を強同にかつ量産可能に行うことができる。さらに、ア
マルガム形成金属の被膜の表面積を１．０ｄ以上とした
ので再点灯時の光束の立上シ特性も良好にすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る螢光ランプの電極ステム部の正面
図、第２図は本発明に係る螢光ランプ本体の斜視図、第
３図は本発８ＡＫ係る螢光ランプの斜視図、第４図は本
発明に係る螢光ランプの電気回路図、第５図〜第７図は
種々の場合の螢光ランプの光束立上シ特性図である。１・・・電極ステム、２・・・電極、３・・・電極リー
ド、４・・・ステムガラス、５・・・銀核ｇ＆（アマル
ガム形成金属被膜）、８・・・外管、９・・・内管、１
０・・・排気管、１１・・・セラミック板（封止板）。尚、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）外管の開口部に無機接着剤によつて封止板を気密
に封着するとともに、外管内に電極ステムを介して一対
の電極を有する屈曲した内管を収納した二重管構造の水
銀蒸気放電灯において、内管の電極ステムに前記無機接
着剤の軟化温度で酸化しない金属物質の粉末と接着剤と
を含むアマルガム形成金属の被膜を１．０ｃｍ＾２以上
の範囲に被着したことを特徴とする水銀蒸気放電灯。
（２）前記被膜を片方の電極リード線と電気的に接続し
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の水銀蒸
気放電灯。
（３）前記被膜が銀粉末と低融点ガラスを含むものとし
、該被膜の組成を重量比で低融点ガラス／銀が２／１０
００〜１．０であることを特徴とする特許請求の範囲第
１項または第２項記載の水銀蒸気放電灯。
（４）外管の開口部に無機接着剤によつて封止板を気密
に封着するとともに、外管内に電極ステムを介して一対
の電極を有する屈曲した内管を収納した二重管構造の水
銀蒸気放電灯において、内管の電極ステムに前記無機接
着剤の軟化温度で酸化しないアルルガム形成金属の粉末
、接着剤、バインダ剤および溶剤より成る混合ペースト
を塗布乾燥する工程と、この混合ペーストを塗布した電
極ステムと内管と外管と排気管と封止板を無気接着剤を
用いて加熱して気密に封着する工程と、排気管より排気
するとともに電気加熱処理および水銀、希ガスの封入を
行う排気工程を備えたことを特徴とする水銀蒸気放電灯
の製造方法。
（５）混合ペースト中の接着剤の軟化温度が封着工程に
おける無機接着剤の軟化温度以下であることを特徴とす
る特許請求の範囲第４項記載の水銀蒸気放電灯の製造方
法。