JPH0343745B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の技術分野〕 本発明は一般の白熱電球と置換えて使用する電
球形のけい光ランプ装置に関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 最近、本出願人によつて既存の白熱電球用ソケ
ツトにそのまま差し込んで使用できる電球形のけ
い光ランプ装置が実用化されており、この装置の
一例としては第１図および第２図に示した構成の
ものが知られている。すなわち、１は合成樹脂製
のカバーであり、周囲が回転方物面状をなした略
椀形に形成されている。カバー１の一端頂部には
白熱電球用のE26型の如き口金２が取着されてい
るとともに、カバー１の他端開口部には略球状の
グローブ３が被冠されている。グローブ３はガラ
ス又は透光性合成樹脂材料によつて構成され、こ
れらカバー１とグローブ３とによつて外観がボー
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内には曲管形の発光管５と始動
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が一体に吸収されて
いる。上記発光管５は直管形バルブをその両端部
８，８間の中央で略Ｕ字状に曲成せしめて第１曲
成部９を形成するとともに、この第１曲成部９と
両端部８，８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字状に曲成せしめて１対の第
２曲成部１０，１０を形成し、これら２回の曲げ
により両端部８と第１曲成部９とを互いに隣接し
て同方向に位置させたものであり、その全体形状
が乗馬用の鞍に似ていることから鞍形発光管と称
している。そして発光管５の両端部８，８には電
極１１，１１が封着されているとともに、内面に
はけい光体被膜１２が披着され、かつ発光管５内
には所定量の水銀と不活性ガスが封入されてい
る。この発光管５は両端部８，８および第１曲成
形９を口金２側に向けた姿勢で外囲器４内に収納
され、上記点灯管６および安定器７を介して上記
口金２に接続されている。 なお、カバー１およびグローブ３の頂部には、
外囲器４内外を連通させる通気孔１３……，１４
……が開設されている。 ところで、このような構成のけい光ランプ装置
では、発光管５の周囲がボール形電球と同程度の
大きさの外囲器４によつて覆われているため、発
光管５の周囲温度が一般のけい光ランプに比べて
高くなる傾向にある。加えて上記構成の装置では
外囲器４内に安定器７も一体に収容されているた
め、上記の傾向は特に著しく、外囲器４を密閉状
態として発光管５を点灯させると、発光管５の周
囲温度は80℃を越えてしまう。一般にけい光ラン
プでは管壁温度が40℃前後の時に供給された電力
を紫外線に変換する効率が最高となるように設定
されており、この時の周囲温度は約20〜25℃であ
るから、上述の如く周囲温度が80℃に達してしま
うと紫外線の変換効果が著しく減少し、発光強度
の低下を招く。また同時に安定器７の熱損失も大
きくなり、この結果安定器７を含めた総合効率も
減少してしまい、白熱電球との置換え使用を目的
とするものには好ましくないものとなる。 しかして、発光管５内の水銀蒸発圧を適正値に
制御する手段として、発光管５内に水銀と結合し
てアマルガムを形成するインジウム等の金属体を
封入することが考えられる。この金属体は発光管
５の中で水銀を取り込むのに最適な温度状態にあ
る場所、つまり水銀が凝縮し易い低温部分に設け
ることが望ましく、通常の直管形あるいは円環形
のけい光ランプではステムの脚部や発光管５の管
壁に固定する場合が多い。このようにアマルガム
形成用の金属体を固定した場合、一般の直管形あ
るいは円環形けい光ランプのように点灯方向が略
一方向に規定されているものでは何ら問題は無か
つたが、上述の如きけい光ランプ装置は点灯方向
が一様でないため、点灯方向によつてはアマルガ
ムの効果が充分に発揮されなくなる等の不具合が
生じる。すなわち、この種けい光ランプ装置を天
井灯器具に装着した場合には口金２が上向きとな
り、又スタンド形器具に装着した場合には口金２
が下向きとなるため点灯方向が使用形態に応じて
種々変化し、例えば上記装置を口金２を上向きに
して点灯させた場合、発光管５の温度はその口金
２側と反対側であるグローブ３の頂部側とではか
なりの差異が生じる。本発明者らの行つた実験に
よれば、口金２を上向きとして点灯させた場合、
発光管５の口金２側の温度は約100℃となるのに
対してグローブ３の頂部側の温度は約70℃とな
り、約30℃の温度差があることが確認された。し
たがつて、上述の如くアマルガム形成用の金属体
をステムの脚部に固定した場合、点灯方向によつ
て金属体の温度が約30℃程度変動することにな
り、このため点灯方向によつてアマルガムの効果
が異り、発光効果にばらつきが生じる不具合があ
る。 〔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、アマルガムの効果を点灯方向に規制され
ることなく充分に発揮させることができ、発光効
果のばらつきを防止できるのはもちろん、この発
光効果を常時高効率に維持することができるけい
光ランプ装置の提供を目的とする。 〔発明の概要〕 すなわち、本発明は、アマルガムを発光管内に
移動可能に封入し、このアマルガムは上記装置の
点灯方向によつて定まる重力の作用で自動的に発
光管の最下部に移動されるようにしたことを特徴
とする。 〔発明の実施例〕 以下本発明の一実施例を、前記第１図および第
２図を含めた図面にもとずいて説明する。 けい光ランプ装置全体の構成は、前述した〔発
明の技術的背景とその問題点〕の項で記載した通
りであるのでその詳細な説明は省略するが、本発
明に係るけい光ランプ装置の発光管５内には、発
光管５内の水銀と結合することによりアマルガム
を形成するアマルガム形成金属体２１が封入され
ている。アマルガム形成金属体２１としてはイン
ジウム（In）、ビスマス（Bi）、鉛（Pb）、水銀
（Hg）およびこれらを適当に混合させた合金を好
適とし、このような金属体２１は好ましい例とし
て略球形のペレツト状に形成されている。そして
金属体２１は発光管５内に水銀および不活性ガス
が封入された直後、換言すれば排気管（図示せ
ず）が封止切りされる直前にこの排気管を通じて
発光管５内に投入される。この金属体２１は前記
した従来の如く発光管５の管壁やステムに固着さ
れるものとは異り、発光管５内において自由に移
動可能に収容されており、したがつて装置の点灯
方向に応じて、すなわち、第２図に示したように
口金２を上向きにして垂直点灯させた状態では発
光管５の第２曲成部１０，１０が最下部に位置す
るので、金属体２１は重力によつて発光管５内を
移動してこの第２曲成部１０，１０内に位置し、
逆に第３図に示したように口金２を下向きにして
垂直点灯させた状態では発光管５の両端部８，８
および第１曲成部９が最下部に位置するので、金
属体２１は同様の理由により両端部８，８もしく
は第１曲成部９のいずれかに位置するようになつ
ている。そして口金２を上向きとした場合、発光
管５および安定器７から発せられる熱は熱対流の
関係から口金２側に向うので発光管５中最下部の
第２曲成部１０，１０に最冷部が形成され、また
口金２を下向きとした場合には上記安定器７の熱
はグローブ３頂部側に向うので今後は反対側の両
端部８，８および第１曲成部９に最冷部が形成さ
れることになり、よつて発光管５中の金属体２１
の位置は点灯方向がいずれの場合でも常に最冷部
の形成個所と一致する。 このような構成のけい光ランプ装置によれば、
アマルガム形成用の金属体２１を発光管５内に移
動可能に収容したから、金属体２１は装置の点灯
方向に拘わらず常に発光管５の最下部に位置され
る。この場合、発光管５の最下部は常に最冷部が
形成される場所であるから、その温度差は少く、
したがつて最冷部には水銀が凝縮し易いことと相
まつて、金属体２１は効率良く水銀蒸気と結合し
てアマルガムを形成し、よつて点灯方向がいずれ
の場合も発光管５内の水銀蒸発気圧を最適な光出
力が得られる範囲に制御することができる。 しかして、上記効果は本発明者らの行なつた実
験により確認されており、以下この実験結果につ
いて述べる。 まず、この実験ではサンプル１として上記構成
のけい光ランプ装置、サンプル２として外囲器４
を密閉形とした装置およびサンプル３としてグロ
ーブ３を省略し、発光管５を外方に露出させた装
置とを用意し、夫々のサンプルにつき金属体２１
を固定した場合と移動可能とした場合を設定し
た。 なお、金属体２１を固定する場合、その固定位
置としてはステムの脚部か電極１１，１１の近傍
が一般的であるが、本実験では電極１１，１１の
近傍に固定した。そして上述の如き各サンプルに
おいて、夫々口金２を上向きにして点灯させた場
合、金属体２１設置部の温度がアマルガムの作用
に最も望ましい温度条件にあると仮定してこの時
の光出力を100（％）とし、この状態から装置を反
転して夫々口金２を下向きにして点灯させた時に
得られる光出力を測定した。但し、金属体２１を
移動可能とした場合、この金属体２１は発光管５
形状の特殊性から第２曲成部１０，１０から第１
曲成部９へ、又は両端部８，８へ移動する場合の
２通りが考えられるため、上記実験では、夫々の
場合について光出力を測定した。下記第１表にそ
の測定結果を示す。

【表】 なお、この第１表中温度差とは点灯方向を反転
した際の金属体２１設置部の温度差を示し、効果
とは金属体を移動可能とした時の光出力比を、金
属体２１を固定した時の光出力比で割つた値であ
り、この値が大きい程アマルガムを移動可能とし
たときの効果が大であることを示す。 この第１表から明らかなように、例えばサンプ
ル２においては金属体２１を電極１１，１１の近
傍に固定した場合、点灯方向の変化によつて金属
体２１設置部の温度差は25℃にも達し、このため
口金２を下向きにして点灯させた場合には、口金
２を上向きで点灯させた場合に比べて75〜80％程
度の光出力しか得られていない。これに対し、金
属体２１を移動可能とすると、金属体２１設置部
の温度差は僅か１〜２℃程度で光出力の落ち込み
も僅かであり、アマルガムの作用が充分に発揮さ
れていることが分る。同様のことがサンプル１に
ついても言え、アマルガム形成用の金属体２１を
移動可能とすることで、点灯方向による光出力の
ばらつきを防止すると言う効果は外囲器４がある
ときほど大きいものとなる。特にこの効果は外囲
器４が密閉されていて発光管５が熱的に激しい条
件下に置かれた時に顕著に表われており、発光管
５内における金属体２１の位置がいかに重要かが
分る。 一方、本発明者らは他の実験として、上述の鞍
形発光管に代つてＵ字状の発光管を用いた場合に
ついて、上述と同様の実験を行い光出力を測定し
た所、下記の第２表に示される如き結果を得た。

【表】 この第２表からも明らかなように、発光管がＵ
字形の場合でも、金属体を移動可能に封入すれば
アマルガムの効果が充分に発揮されていることが
分る。 また、本発明者らは発光管５を密閉形の外囲器
内に収容して温度的に厳しい条件下におき、この
発光管５内に封入すべき金属体２１の種類を種々
変えて、光束の最大値の90％以上が存在する温度
範囲Ｔ（℃）およびその時の温度差ΔT（℃）なら
びに点灯後光束の最大値の80％の値に達する時間
について調べてみた。この結果を下記の第３表に
示す。

〔発明の効果〕

以上詳述した本発明によれば、発光管内にアマ
ルガムを移動可能に収容し、このアマルガムを装
置の点灯方向に拘わらず常に発光管の最下部に位
置させるようにしたから、点灯方向がいずれの場
合であつても発光管上に形成される最冷部の位置
とアマルガムの位置とが略一致し、発光管内の水
銀蒸気圧は常に最適な光出力が得られる範囲に制
御される。したがつて点灯方向によつて光出力が
ばらつくこともなく、光出力を常時高効率に維持
できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の背景および一実
施例を示すもので、第１図は断面図、第２図は第
１図中−線に沿う断面図、第３図および第４
図は本発明の一実施例を示し、第３図は金属体の
位置を示す説明図、第４図は特性図である。 ２……口金、４……外囲器、５……発光管、１
１……電極、２１……アマルガム形成金属体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 両端部に電極を封着した曲管形の発光管を、
   口金を備えた透光性の外囲器に収容したけい光ラ
   ンプ装置において、 上記発光管内にアマルガムを移動可能に封入
   し、このアマルガムは上記装置の点灯方向に応じ
   て重力の作用で発光管の最下部に移動されるよう
   にしたことを特徴とするけい光ランプ装置。 ２ 上記アマルガムを形成する金属は、鉛、スズ
   より選ばれた少なくとも１種の金属およびビスマ
   ス、インジウムを含む金属で形成されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のけい光
   ランプ装置。