JPH0334187B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の技術分野〕 本発明は管内水銀蒸気圧をアマルガムで制御す
るようにした低圧水銀蒸気放電灯に関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 一般に、けい光ランプに代表される低圧水銀蒸
気放電灯を、例えば密閉形の照明器具内に収容し
て点灯させると、周囲温度の上昇に伴つて水銀蒸
気圧が最適値を上回り、光束が低下する等の問題
が生じる。このようにけい光ランプを温度的に厳
しい条件下で点灯させる場合には、けい光ランプ
の水銀蒸気圧を、純水銀よりも蒸気圧の低いアマ
ルガムを用いて適正な範囲内に制御する方法が有
効とされている。 ところが、この方法はアマルガムの蒸気圧が純
水銀の蒸気圧よりも低いという特性を利用して水
銀蒸気圧の制御を行なつているため、始動時のよ
うにアマルガムの温度が低く、かつまたけい光ラ
ンプの周囲温度が低い場合には、アマルガムの温
度がその作用に最も望ましい温度にまでなかなか
到達せず、水銀を放出する速度が緩慢となつてし
まう。したがつて、光束の立上がりが悪く、定常
状態に安定するまでに時間を要する不具合が生じ
る。 このようなことから、従来例えば特公昭50−
30387号公報に示されている如く、定常点灯時で
の水銀蒸気圧を制御する主アマルガムの他に、消
灯時に管内の浮遊水銀を吸着し、かつ始動時を含
む点灯初期に上記吸着した水銀を放出する少量の
補助アマルガムを電極近傍の高温部に設置し、光
束の立ち上がり特性を改善したものが知られてい
る。ところで、従来この補助アマルガムとして
は、消灯時に浮遊水銀の吸着を効率良く行なえる
ように、ステンレスやニツケル等の金属板からな
る基体の表面に、アマルガム形成金属として代表
的なインジウムを薄膜状に被着させたものが多く
用いられている。そして、このようなインジウム
被膜の膜厚は、光束の立ち上がり特性に大きな影
響を及ぼし、この立ち上がり特性が最高となるよ
うなインジウム被膜の膜厚領域が存在すること
が、本発明者らの研究より明らかとなつてきた。 一方、通常一般的なけい光ランプの製造技術で
は、発光管の両端開口部に、電極はもちろんのこ
と、上記主アマルガムや補助アマルガムの組み付
けが完了したマウントを封着し、次にこの発光管
を炉内で加熱して電極や発光管に含まれている不
純物の排出を行いつつ発光管内の排気を行うの
で、この排気時には、上記補助アマルガムの設置
部の温度は優に400℃を超えてしまう。この場合、
上記補助アマルガムに用いられるインジウムは低
融点で熱に対して弱いことから、その基体として
ステンレスやニツケルを用いた場合に、上述の如
き400℃以上の高温領域では、後で判明したので
あるが、インジウムが基体金属の表面から固体中
に溶け込んでしまい、このため膜厚が薄くなつた
り、極端な場合が基体の表面から失なわれてしま
う虞れのあることが欠点として見い出された。 すなわち、このインジウム被膜は、上述のよう
に予め光束の立ち上がり特性が最高となるような
膜厚で以つて被着されていることから、この被膜
の膜厚がランプ製造工程中に減少してしまうと、
ランプ完成後において所望の立ち上がり特性が得
られないばかりか、立ち上がり特性が著しく不安
定となる不具合があつた。 また、同様にランプ点灯中においては補助アマ
ルガムは電極からの熱影響を受けて少なくとも
100℃以上に昇温されるので、時間の経過ととも
に表面のインジウム被膜が基体内に溶け込む現象
が見出され、ランプ寿命中でも補助アマルガム本
来の機能が徐々に低下することが明らかとなつ
た。 〔発明の目的〕 本発明はこのような事情にもとづいてなされた
もので、インジウム被膜と基体との間に合金反応
がほとんど発生せず、所望の立ち上がり特性が得
られるとともに、この立ち上がり特性を長期に亘
つて良好に持続させることができる低圧水銀蒸気
放電灯の提供を目的とする。 〔発明の概要〕 すなわち、本発明は上記目的を達成するため、
インジウムの被膜が被着される基体を、タングス
テン、モリブデンあるいはタンタル等の高融点金
属材料から形成したことを特徴とする。 〔発明の実施例〕 以下本発明の一実施例を、ボール電球形の照明
装置に適用した図面にもとづいて説明する。 図中１は合成樹脂製のカバーであり、このカバ
ー１の一端頂部には口金２が取着されている。カ
バー１の他端開口部には略球状のグローブ３が被
冠されており、これらカバー１とグローブ３とに
よつてボール形の白熱電球に近似された外囲器４
が構成されている。 外囲器４内には低圧水銀蒸気放電灯として代表
的なけい光ランプ５と、このけい光ランプ５の始
動素子としての点灯管６および放電安定素子とし
てのチヨークコイル形安定器７が一体的に収容さ
れている。けい光ランプ５の発光管８は、直管状
をなしたガラスバルブを、その両端部９，９間の
中央で略Ｕ字状に曲成するとともに、この曲成部
１０と両端部９，９との間を、上記Ｕ字形を含む
平面と略直交する方向に略Ｕ字状に曲成したもの
で、両端部９，９と曲成部１０とが互に隣接して
同方向に位置されている。この発光管８の内面は
けい光体被腹１２が被着されているとともに、両
端部９，９には、第３図に示したようにマウント
１３のフレア部１４が封着されている。フレア部
１４に連なるステム管１５には内部リード線１
６，１６が封止されており、これら内部リード線
１６，１６間に電極としてのフイラメント１７が
継線されている。また、ステム管１５から導出さ
れた細管１８は、上記フイラメント１７に近接す
るステム管１５の先端部に開口されており、この
細管１８を通じて発光管８内の排気および所定量
の不活性ガスの封入が行なわれる。 なお、このようなけい光ランプ５は、両端部
９，９および曲成部１０を口金２側に向けた姿勢
で外囲器４内に収容されており、上記点灯管６お
よび安定器７を介して口金２と接続されている。 ところで、上記フイラメント１７よりも管端部
側に位置する細管１８内には、第３図に示したよ
うに定常点灯時での管内水銀蒸気圧を制御する主
アマルガム１９が収容されている。この主アマル
ガム１９は、インジウム（In）、ビスマス（Bi）、
スズ（Sn）、鉛（Pb）およびこれら各種金属を適
当な割合で混合させた合金にさらに水銀（Hg）
を加えたものを使用しており、本実施例の場合は
略球状をなした一つの塊に形成されて、上記細管
１８の途中に設けた絞り部１８ａと封止端との間
で脱落不能に保持されている。そして、この主ア
マルガム１９はその動作温度が定常点灯時での外
囲器４内の雰囲気温度、つまり略70℃〜90℃に達
した時に、発光管８内の水銀量を紫外線に変換す
る効率が最高となる６×10^-3mmHg付近に制御す
るようになつている。 なお、この主アマルガム１９の代りに最初にア
マルガム形成金属と水銀を別々に細管１８および
発光管８内に封入しておき、この後細管１８内で
アマルガム形成金属をアマルガム化させるように
しても良い。 上記主アマルガム１９よりもフイラメント１７
に近接した高温部分、つまり本実施例ではフイラ
メント１７と細管１８の開口端との間に位置し
て、本発明に係る補助アマルガム２０が設置され
ている。補助アマルガム２０は、第４図に示した
ように厚みが20〜50μのモリブデン（Mo）箔、
又は同程度の厚みのタンタル（Ta）箔あるいは
ニオブ（Nb）箔等の高融点金属箔からなる基体
２１の表面に、インジウム（In）をメツキ又は蒸
着等によつて薄膜状に被着したもので、表面全面
がインジウム被膜２２によつて覆われている。そ
して、このインジウム被膜２２の膜厚は、光束の
立ち上がりが最高となる２〜5μとすることが望
ましい。このような補助アマルガム２０は、その
基体２１の一端が上記一方の内部リード線１６に
溶接されており、消灯時のように発光管８内の温
度が低い状態では管内の浮遊水銀を吸着し、逆に
ランプ点灯時には吸着した水銀を放出するように
なつている。 このような構成において、いま口金２を電源側
のソケツトに差込み、電源電圧を発光管８に印加
して始動させると、発光管８内に残留している微
量の水銀蒸気と不活性ガスとによりフイラメント
１７，１７間に放電が開始される。この際、製造
直後のランプではまだ補助アマルガム２０に水銀
が吸着されていないので、上記放電により発光管
８の管壁温度が上昇するにつれて、細管１８内の
主アマルガム１９の温度が徐徐に上昇し、この温
度に対応した量の水銀蒸気が細管１８を通じて発
光管８内に放出される。そして、光出力が定常状
態に達した以降の管内水銀蒸気圧は、主アマルガ
ム１９の設置部分の温度で定まる蒸気圧に制御さ
れる。 一方、このような動作状態にあるけい光ランプ
５を消灯させると、発光管８および主アマルガム
１９の設置部分の温度が低下するので、発光管８
内の浮遊水銀は細管１８内の主アマルガム１９に
吸着され始める。この場合、細管１８の開口は比
較的小さいので、主アマルガム１９が浮遊水銀を
吸着する速度は遅くなるとともに、この浮遊水銀
は細管１８の開口に向つて流れるので、この開口
近傍に位置する補助アマルガム２０のインジウム
被膜２２が上記浮遊水銀の大部分を吸着してしま
う。 したがつて、消灯後、発光管８に電源電圧を印
加してけい光ランプ５を再始動させると、上記水
銀を吸着した補助アマルガム２０は、近接するフ
イラメント１７からの熱影響を受けるとともに、
放電によるイオンの衝撃を受ける。この結果、補
助アマルガム２０が急激に温度上昇し、水銀の放
出が活発に行なわれるので、充分な量の水銀が短
時間のうちに発光管８内に供給され、光出力を略
瞬時に立上がらせることができる。 ところで、通常一般的なランプ製造技術では、
マウント１３を封着した後に、発光管８を炉内で
加熱しつつ発光管８内の排気を行うので、上述の
如く補助アマルガム２０の基体２１としてアルミ
ニウム等の金属を使用すると、基体２１とその表
面に被着したインジウム被膜２２との間に合金反
応が発生してしまう。 そこで、本発明者らは上記アルミニウム等の金
属の代りに、モリブデンやタンタル等の高融点金
属材料を使用することを試み、下記の如き実験を
行つた。 すなわち、この実験では基体２１の材料として
従来のニツケルやステンレスのプレートを用いた
場合と、モリブデン、タンタルの箔およびタング
ステンの板を用いた場合夫々において、ランプ完
成直後の初回点灯時での全光束値を調べた。この
実験での全光束値は、始動後30秒経過した時点の
値で評価しており、下記第１表にその実験結果を
示す。

〔発明の効果〕

以上詳述した本発明によれば、基体自体の融点
が高いことから、補助アマルガムがランプ製造工
程中やランプ点灯中電極からの熱影響を受けて高
温に昇温された場合でも、上記基体は表面のイン
ジウム被膜に対して安定した状態に保たれ、この
インジウム被膜との間に合金反応はほとんど進行
せず、インジウム被膜の膜厚の減少や劣化が抑え
られる。したがつて、点灯初期に所望の光束立ち
上がり特性が得られるとともに、この立ち上がり
特性をランプ寿命末期まで良好に持続させること
ができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は照明
装置の断面図、第２図はけい光ランプを一部断面
した斜視図、第３図は管端部の断面図、第４図は
補助アマルガムの断面図、第５図は特性図であ
る。 ８…発光管、１７…電極（フイラメント）、１
９…主アマルガム、２０…補助アマルガム、２１
…基体、２２…インジウム被膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 両端に電極を有し、かつ所定量の水銀を含む
   可電離媒体を封入した発光管内に、上記電極より
   も管端部側に位置して定常点灯時での管内水銀蒸
   気圧を制御する主アマルガムを設けるとともに、
   この主アマルガムよりも電極近傍の高温部に位置
   して消灯時に発光管内の浮遊水銀を吸着し、かつ
   始動時に上記吸着した水銀を放出する補助アマル
   ガムを設けた低圧水銀蒸気放電灯において、上記
   補助アマルガムは高融点金属材料からなる基体の
   表面に、インジウムの被膜を被着してなることを
   特徴とする低圧水銀蒸気放電灯。 ２ 上記主アマルガムは発光管の端部から導出さ
   れた細管内に設置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。