JPH0446366Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案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。

〔考案が技術的背景とその問題点〕

一般にけい光ランプで代表される低圧水銀蒸気
放電灯では、管壁温度が40℃前後で、水銀蒸気圧
が約６×10^-3mmHg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計され
ており、この時のランプ周囲温度は約20〜25℃と
されている。したがつて、周囲温度がこの値を大
幅に上回ると、紫外線の変換効率が急激に悪化
し、光出力が低下する等の問題が生じる。

ところで、近年けい光ランプの高出力化や密閉
型の照明器具内での使用に伴つて、けい光ランプ
の動作温度が高くなる場合があり、このためけい
光ランプの周囲温度が上記値を上回る機会も多
く、光出力や紫外線の変換効率の低下が問題とな
つている。

このようにけい光ランプを温度的に厳しい条件
下で点灯使用する場合には、けい光ランプ内の水
銀蒸気圧をアマルガムによつて適正な範囲内に制
御する方法が採られている。ところが、この方法
はアマルガム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、第１図中
鎖線で示したように光出力の立ち上がりが悪く、
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、始動時を
含む点灯初期の過渡的な水銀蒸気圧のみを制御す
る少量の補助アマルガム（水銀ゲツタ）を電極近
傍の高温部に設置したものが知られている。

この先行技術の構成によると、始動後補助アマ
ルガムは放電による輻射熱の影響を受けて昇温
し、一時的に発光管内に水銀を放出するので、上
記第１図中破線で示したように光出力が急激に立
ち上がり、点灯初期での光出力の立ち上がり特性
を改善することが可能となる。そして、このよう
な立上り特性を改善する機能を有するものは、補
助アマルガム、すなわち電極近傍に配置されたア
マルガム形成金属に限らず、消灯時に水銀を例え
ば物理吸着する物質であつてもよいことが本考案
者らの研究によりわかつてきた。そこで上記アマ
ルガムあるいは物理吸着をする物質を、消灯時に
管内の浮遊水銀を吸着する機能を有することから
水銀ゲツタと称している。

ところで、このような水銀ゲツタは、電極から
熱を受けて始めて水銀を放出するが、この水銀の
放出をより早くすることが、要求されている。

〔考案の目的〕

本考案はこのような事情にもとづいてなされた
もので、水銀ゲツタからの水銀の放出をより活発
に行なわせることができ、光出力の立ち上り時間
を短縮できる低圧水銀蒸気放電灯の提供を目的と
する。

〔考案の概要〕

すなわち、本考案は上記目的を達成するため、
水銀ゲツタを電極の電源側に連なる内部リード線
側に固定したことを特徴とする。

〔考案の実施例〕

以下本考案を第２図ないし第５図にもとづいて
説明する。

図中１は合成樹脂製のカバーであり、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１
０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とが互いに隣接して同
方向に位置されている。この発光管８の内面には
けい光体被膜１２が被着されているとともに、両
端部９，９には、第４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１６
ａ，１６ｂが封止されており、これらリード線１
６ａ，１６ｂ間に電極としてのフイラメント１７
が継線されている。そして、第５図に示したよう
にフイラメント１７，１７に連なる一方の内部リ
ード線１６ａ，１６ａ間に上記点灯管６が直列に
接続されているとともに、他方の内部リード線１
６ｂ，１６ｂは口金２の両端子２ａ，２ｂに夫々
接続され、これら一方の端子２ａと内部リード線
１６ｂとの間に上記安定器７が直列に接続されて
いる。したがつて、口金２を電源１８側のソケツ
トに差し込むと、上記他方の内部リード線１６
ｂ，１６ｂがフイラメント１７，１７の電源１８
側に位置するようになつている。

また両端のマウント１３，１３のステム管１５
から導出された細管１９は、上記フイラメント１
７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１９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１９内には主アマルガム２０が
収容されている。なおこの場合、主アマルガム２
０の代りに最初に主アマルガム形成金属と水銀と
を別々に細管１９および発光管８内に封入してお
き、後で細管１９内で上記主アマルガム形成金属
をアマルガム化しても良い。

上記主アマルガム２０は定常点灯時での管内水
銀蒸気圧を制御するためのもので、本実施例の場
合は、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水銀（Hg）を化合させ
たものを使用している。また主アマルガム２０よ
りもフイラメント１７に近接した高温部分、つま
りフイラメント１７と細管１９の開口端との間の
は、水銀ゲツタ２１は配置されている。この水銀
ゲツタ２１は例えばステンレス、ニツケル、モリ
ブデンあるいはクロム製の金網からなる基体２２
に、少量のインジウム（In）をメツキ又は蒸着等
により薄膜状に被着させたもので、発光管８に封
入された水銀蒸気の原子数と略同数以上のインジ
ウムを含有することが望ましい。そして、水銀ゲ
ツタ２１の基体２２は帯状をないており、その一
端部が第５図に示したように上記電源１８に連な
る内部リード線１６ｂに溶接されて水銀ゲツタ２
１とフイラメント１７とを電気的に導通させてい
る。なお、このような水銀ゲツタ２１は、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、逆にランプの始動点灯時に
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１
８側のソケツトに差し込み、電源電圧を発光管８
に印加してけい光ランプ５を始動させると、細管
１９内に収容された主アマルガム２０は、放電に
よる熱影響を受けて温度上昇し、発光管８内に水
銀を放出する。そして光出力が定常状態に移行し
た以降の管内水銀蒸気圧は、主アマルガム２０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を消灯すると、発光管８内および主アマルガム
２０の設置部分の温度が低下するので、発光管８
内の水銀蒸気は主アマルガム２０に吸着され始め
る。この場合、主アマルガム２０は細管１９内に
収容されているから、発光管８内には細管１９の
開口端に向うような水銀蒸気の流れが形成され
る。そしてこの際、水銀蒸気が集合してくる細管
１９の開口近傍に水銀ゲツタ２１が位置されてい
るので、細管１９内に流入する水銀蒸気の一部は
水銀ゲツタ２１、つまりインジウムに効率良く吸
着され、その水銀含有量は充分なものとなる。

一方、消灯後にけい光ランプ５を再始動させる
と、上記水銀ゲツタ２１は近接するフイラメント
１７からの輻射熱の影響を受けて温度上昇すると
ともに、その基体２２が内部リード線１６ｂに溶
接されて同電位となつているので、基体２２が電
極として機能することになり、この基体２２にも
放電によるイオンが衝突する。加えて点灯直後フ
イラメント１７にはアノードスポツト（輝点）が
発生するが、このアノードスポツトは電源１８側
の内部リード線１６ｂに片寄つた部分に発生する
ため、上記構成のように水銀ゲツタ２１をこの内
部リード線１６ｂ側に固定しておけば、アノード
スポツトと水銀ゲツタ２１とが極めて近接し、こ
の水銀ゲツタ２１がアノードスポツトの温度の影
響を受け易くなる。したがつて、上記イオンの衝
突による昇温やフイラメント１７全体からの熱影
響と相まつて水銀ゲツタ２１の温度が急激に上昇
し、水銀の放出がより活発に行なわれる。この結
果、発光管８内に充分な量の水銀が短時間のうち
に放出され、第１図中実線で示したように光出力
の立ち上り時間を短縮できる。

なお、上述した実施例では、基体２２の表面に
インジウムを被着したが、このインジウムの代り
に例えばスズ、ビスマス、亜鉛およびジルコンを
用いても良い。また基体も金網に限らず平板状で
あつても良いとともに、バイメタルや形状記憶合
金を介して始動時のみ内部リード線と電気的に接
続しても良い、また、水銀ゲツタもアマルガムも
しくはアマルガム形成金属に限らず、例えばステ
ンレスのように、主として物理吸着などにより水
銀を吸着するものであつてもよい。そしてのよう
な場合には、消灯時主アマルガムによつて作られ
る水銀蒸気の流れの中に水銀ゲツタを配置するこ
とが好ましい。

さらに、本考案に係る放電灯は、電球形の外囲
器内に収容して点灯使用するものに限らず、一般
の直管形あるいは曲管形のけい光ランプのように
外方に露出させて点灯するものや、点減回数の多
い複写器用の光源としても同様に適用可能であ
る。

〔考案の効果〕

以上詳述した本考案によれば、電極に発生する
アノードスポツトと水銀ゲツタとがきわて近接す
るので、この水銀ゲツタがアノードスポツトから
の熱影響を受け易くなる。したがつて、再始動時
には水銀ゲツタの温度が急激に上昇し、充分な量
の水銀が短時間のうちに発光管内へ放出されるの
で、光出力の立ち上がりが略瞬時に行なわれて、
立ち上がり特性を大幅に改善できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の技術的背景を説明するための
光出力の立ち上がり特性図、第２図ないし第５図
は本考案の一実施例を示し、第２図は全体の断面
図、第３図はけい光ランプを一部断面した斜視
図、第４図は管端部の断面図、第５図は点灯回路
図である。 ８……発光管、１６ｂ……内部リード線、１７
……電極（フイラメント）、１８……電源、２０
……アマルガム、２１……水銀ゲツタ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (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、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、上記電極近傍の高温部には消
   灯時に発光管内の水銀を吸着する水銀ゲツタを
   設けた低圧水銀蒸気放電灯であつて、上記水銀
   ゲツタは上記電極の電源側に連なる内部リード
   線側に固定されていることを特徴とする低圧水
   銀蒸気放電灯。 (2) 上記水銀ゲツタは金属基体にアマルガムもし
   くはアマルガム形成金属を被着したものである
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第(1)
   項の低圧水銀蒸気放電灯。 (3) 水銀ゲツタは電極の電源側に連なる内部リー
   ド線側に電気的に接続されていることを特徴と
   する実用新案登録請求の範囲第(1)項または第(2)
   項記載の低圧水銀蒸気放電灯。