JPS6366840A - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は蛍光ランプなどの低圧水銀蒸気放電灯において
、高温雰囲気内においても特性が低下することなく、し
かも広い温度範囲において使用できるようにしたもので
ある。

（従来の技術） 近年、グローブ内に屈曲した蛍光ランプを収容して口金
を装着し、電球に類似したイメージを付与した電球形蛍
光ランプ装置が開発され、グローブ内の高温雰囲気に耐
えられる蛍光ランプが開発された。

このような従来の高温用蛍光ランプはバルブ内にビスマ
ス（Ｂｉ）およびインジウム（Ｉｎ）からなる基体金属
に水銀（Ｈｇ）を含有させてなるアマルガムを封入した
ことにより、高温における水銀の蒸気圧を適度に抑制し
て８０〜１１０℃の高温においても良好な発光効率を得
るものである。

（発明が解決しようとする問題点） 近年、この種ランプ装置に要求される諸性能は益々きび
しさを加え、たとえば、同じ出力でもより小形化したも
の、同じ大きさでより高出力のものあるいは同じ定格で
ありながらより高温の雰囲気で使用できるもの、さらに
、広い温度範囲で使用できるものなどである。このため
、耐熱性が一段と優れしかも広い温度範囲で使える蛍光
ランプの出現が要望され、さらに他の低圧水銀蒸気放電
灯にも同様な耐熱性が要望されるに到った。

〔発明の構成〕

（間悪点を解決するための手段） 本発明はより高温に耐え、しかも広い温度範囲で使用で
きる低圧水銀蒸気放電灯を提供することを目的とし、バ
ルブ内に封入したアマルガムをインジウム（Ｉｎ）７０
〜９０重量％、鉛（Ｐｂ）８〜２０重景重量よび銀（Ａ
ｇ）１〜１０重量％からなる基体金属に水銀（Ｈｇ）を
アマルガム全体の３〜２０重量％含有させて構成したこ
とにより、ランプ点灯時の水銀蒸気圧を広い温度範囲に
おいて従来よりも一定に保ち、８０〜１６０℃の温度範
囲で良好なランプ特性を得るものである。

（作用） アマルガムをインジウム、鉛、銀および水銀で構成し、
しかもその成分割合いを上述のとおり定めたことにより
、広い温度範囲において水銀蒸気圧を適正に制御できる
。また上記基体金属は共晶によって単−相で製造される
ためランプとして使用中に成分金属が分離して析出する
ことがなく安定した動作ができ、また水銀の含有量を上
述のとおり定めたことにより長期使用によっても水銀が
不足することがない。

（実施例） 本発明の詳細を第１図および第２図に示す実施例によっ
て説明する。第１図は本発明側蛍光ランプを用いた電球
形蛍光ランプ装置を示し、■は筒形装置本体、■はこの
本体ω内に設けられた支持部材、■はこの支持部材■に
取付けられた本実施例蛍光ランプ、０）はこの蛍光ラン
プ■を包囲して本体■に取付けられたグローブ、■は本
体（ト）内に設けられて蛍光ランプ■を点灯する点灯部
材、０は本体■の頂部に設けられた口金である。

上記蛍光ランプ■はその一部を断面して第２図に示すよ
うに、鞍形に屈曲してなるバルブ（３１）内面に蛍光膜
（３２）　（破線で示す。）を形成し、バルブ（３１）
端面を閉塞したステム（３３）を貫通して１対のリード
線（３４）、　（３４）を導入してその先端にフィラメ
ント電極（３５）を装架し、電極（３５）近傍に始動直
後の光出力の立上りを早くするための補助アマルガム（
３６）を設け、さらにステム（３３）に突設した排気管
（３７）内に主アマルガム（３８）を封入しである。

上記補助アマルガム（３６）はたとえばモリブデンのリ
ボンまたはステンレス鋼のリボンの表面にインジウムを
めっきしたものに水銀が吸着してアマルガム化したもの
である。

上記主アマルガム（３８）はインジウム、鉛および銀か
らなる実質的共晶組成の基体金属に適量の水銀を含有さ
せてなるもので、長期使用しても成分金属が分離析出す
ることがなく、また、水銀不足も生ぜず、広い温度８ｇ
において適正な水銀蒸気圧を維持する。

この電球形蛍光ランプ装置を図示しないソケットに装着
して始動点灯すれば蛍光ランプ■のフィラメント電極（
３５）のふく射熱によって補助アマルガム（３６）が加
熱され、含有した水銀のほとんど全部をしゅん時に放出
する。ついでランプ■内温塵が上昇して定常状態に達す
ると主アマルガム（３８）によって水銀蒸気圧がコント
ロールされる。ここで、蛍光ランプ■の熱がグローブ■
内にこもってグローブに）内の雰囲気温度が上昇し、こ
の結果、ランプ■内の主アマルガム（３８）の温度がさ
らに上昇し、たとえば夏期高温時には１４０℃前後にま
で上昇することがある。しかし、上述のとおり、主アマ
ルガム（３８）の水銀蒸気圧が高温においても適正に保
たれるので、蛍光ランプ■の先出力が低下することがな
く、高温下においても所定の出力を維持する。

そうして、この蛍光ランプ装置を消灯すれば、蛍光ラン
プ■の放電が停止し、ランプ（３）内が冷却する。する
と、ランプ■内の水銀蒸気が補助アマルガム（３６）と
主アマルガム（３８）とに吸収される。

つぎに、上記実施例ランプ■に用いたアマルガムと従来
例アマルガムおよび水銀単独について、その水銀蒸気圧
とランプ特性を比較した。

実施例アマルガムは次の組成を有する。

インジウム（Ｉｎ）　　　　７４重量％鉛　　　　　　
（Ｐｂ）　　　　　１４　　重量％銀　　　　（Ａｇ）
　　　　５重量％ 水銀　　　（Ｈｇ）７重量％ 従来例アマルガムはビスマスとインジウムとの共晶合金
に水銀を含有させたものである。

これらのアマルガムと水銀とを通常の方法で測定して温
度ごとの水銀蒸気圧を求め、この結果を第３図に示した
。図は横軸にアマルガムや水銀の温度を℃の単位でとり
、縦軸に水銀蒸気圧をｔｏｒｒの単位でとったもので、
実線は上記実施例アマルガム、破線は上記従来例アマル
ガム、鎖線は水銀単独の蒸気圧をそれぞれ示す、この図
から明らかなとおり、実施（、Ｊアマルガムは８０〜１
６０℃の範囲において６　Ｘ　１０−’ｔｏｒｒ前後の
水銀蒸気圧を示し、蛍光ランプの水銀蒸気圧として適当
である。

つぎに、これらのアマルガムおよび水銀を通常の方法で
ランプに封入して各種温度における光出力を測定し、こ
の結果を第４図に示した。図は横軸にランプ内のアマル
ガムや水銀の温度を℃の単位でとり、縦軸に光出力を相
対値でとったもので、実線は上記実施例アマルガムを用
いたランプ、破線は上記従来例アマルガムを用いたラン
プ、鎖線はアマルガムを用いず水銀を単独で封入したラ
ンプのそれぞれの光出力を示す。この図から明らかなと
おり、本実施例ランプは８０〜１６０’Ｃの温度範囲に
おいて良好な光出力を有し、従来例と比較して著しく高
い温度でも使用でき、かつ著しく広い温度範囲に適する
ことが解る。

したがって、本実施例電球形蛍光ランプ装置は屈曲され
たランプ■が狭いグローブ（イ）内に閉じ込められてい
て、グローブ■内温度が外気よりも著しく高温になって
いるらもかかわらず、蛍光ランプ■の発光効率が良く１
例えば夏期高温室内でも、あるいは冬期通風の良い室内
でも同様に良い特性が得られる。　ちなみに、アマルガ
ムの温度が１５０℃の場合、本実施例ランプは従来のビ
スマス・インジウムアマルガムを用いたものに比較して
約２５％出力が向上し、水銀単独で用いた場合に比較し
て約５０％以上も出力が向上した。

つぎに、本発明において、アマルガムの好ましい組成範
囲を説明する。上述の基体金属はインジウム、鉛および
銀の三成分をるつぼ内で溶融して得られるもので、冷却
に際しどの成分も分離析出することがなく、単−和合金
をなすことが必要である。また、アマルガムに構成して
ランプに封入し、長期間使用しても基体金属のどの成分
も分離析出することがなく、寿命末期まで単−相を維持
することが必要である。その理由はランプ使用中、アマ
ルガムから水銀蒸気圧の高い金属が析出すると、アマル
ガムの水銀蒸気圧が上昇し、光出力が低下する。また、
水銀蒸気圧の低い金属が析出すると、アマルガムの水銀
蒸気圧が低下して光出力が低下し、甚しい場合には不点
灯になる。

しかして、理論的には共晶合金の許容組成はただ一点で
あるが、実際には若干の許容範囲がある。

実験によると、第５図の三成分グラフにおいて、点Ａ・
・・Ｉｎ９１重量％、Ｐｂ８重量％、Ａｇ１重景％点Ｂ
・・４ｎ７９重量％、Ｐｂ２Ｏ重量％、Ａｇ１重量％点
Ｃ−Ｉ　ｎ　７０重重量、Ｐｂ２Ｏ重量％、　Ａｇ　１
０重量％点Ｄ−４ｎ８２重量％、Ｐｂ８重量％、　Ａｇ
　１０重重量ただし、Ｉｎ、Ｐｂ、Ａｇは元素記号 の４点で囲まれた範囲（交差線で示す。）の成分比であ
れば何んとかアマルガムとして使用可能な合金が製造可
能である。

そこで、基体金属を構成する三成分の配合比を次のとお
り限定した。

インジウム（Ｉ　ｎ）・・・７０〜９１重量％釦　　　
　　　（ｐｂ）　　・・・　８〜２０　重量％銀　　　
　　　（Ａｇ）　　・・・　１〜１０　重量％つぎに、
アマルガム中の水銀の許容範囲を求めた。すなわち、ア
マルガム中の水銀が過剰になると、アマルガムの水銀蒸
気圧が上昇し、第３図における右側の立上り部が低温側
に移行して高温特性が低下し、かつ使用に適した温度範
囲が狭くなる。また、アマルガム中の水銀が不足すると
ランプの寿命途中において水銀不足のため光出力が低下
し、甚しい場合には不点灯になる。そうして、実際にラ
ンプに必要な水銀量はランプ内のアマルガムに含まれた
水銀のほか蛍光膜その他に吸着された水銀も考慮する必
要があり、ランプ内の総水銀量換言すれば封入時のアマ
ルガム内の水銀量で限定することが適当である。そこで
実験によって水銀の許容範囲を求めたところ、アマルガ
ム全体を１００として水銀が３〜２０重量％の範囲にあ
る場合、上述の実施例と同様な持主を示し、第３図およ
び第４図に示したとほぼ同じ結果が得られた。

そこで、上述のとおり水銀の許容範囲を限定した。

なお、基体金属と水銀とを別々にランプ内に封入してラ
ンプ内でアマルガムを形成させても同様である。

なお、前述の実施例は電球形蛍光ランプ装置に装着され
る蛍光ランプについて説明したが、本発明はこれに限ら
ず、ランプの形状や装着方法には限定がない。さらに、
補助アマルガムは通常水銀を含有しない金属の状態で封
入するとともに点灯中は含有水銀のほぼ全量が蒸発する
ので、本発明の効果に影響がないとともに、もちろん補
助アマルガムを用いなくとも本発明の効果が得られる。

さらに、本発明は殺菌灯あるいは放電空間を形成する外
管内に放電路を双圧する内管を設けた放電ランプなど他
の低圧水銀蒸気放電灯にも適用して同様な効果がある。

〔発明の効果〕

このように、本発明の低圧水銀蒸気放電灯は封入アマル
ガムをインジウム、鉛および銀からなる実質的な共晶合
金を基体とし、これに適量の水銀を含有させて構成した
ので、従来のアマルガム蛍光ランプとは比較できないほ
どの高温に酎え、８０〜１６０’Ｃという広い温度範囲
において優れた発光効率を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の低圧水銀蒸気放電灯の一実施例を装着
したランプ装置の断面図、第２図は第１図装置に用いた
実施例放電灯の要部断面図、第３図は上記実施例放電灯
に封入したアマルガムの温度と水銀蒸気圧との相関を示
すグラフ、第４図は同じくアマルガムの温度とランプの
光出力との相関を示すグラフ、第５図はアマルガｔ１用
基体金属の許容成分範囲を示すグラフである。 （３）・・・低圧水銀蒸気放電灯 （３１）・・・バルブ　　　（３５）・・・フィラメン
ト電極（３８）・・・アマルガム 代理人　　弁理士　井　上　−男 ？ 第　　１　　図 第　　２　　図 １、Ｄ　　　　８０　　　　ｔ２０　　　　ｒｂｏ　　
　　２００７マルカ・ム、温屋　（Ｃ） 第　　３　　図 〜　　７７ルカ“ム温屋 第　　４　　図 第　５　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 両端に電極を封装したバルブ内にアマルガムを封入した
   ものにおいて、上記アマルガムはインジウム７０ないし
   ９１重量％、鉛８ないし２０重量％および銀１ないし１
   ０重量％からなる基体金属に水銀をアマルガム全体の３
   ないし２０重量％含有させてなることを特徴とする低圧
   水銀蒸気放電灯。