JPH06283101A - 低圧水銀蒸気放電灯の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、安価で、必要最少量の水銀
を確保する低圧水銀蒸気放電灯を提供することである。 【構成】 水銀合金を加熱して合金の少なくても一部を
液相状態に溶融させ、水銀を放出させるとともに、蛍光
体の塗布されていないランプ端部のガラス露出部に合金
を固着させる。 【効果】 安価で、必要最小量の水銀を確保した低圧水
銀蒸気放電灯を提供出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は低圧水銀蒸気放電灯の製
造方法に関し、さらに具体的には、その放電灯に供給す
る水銀の量を低減できる低圧水銀蒸気放電灯の製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術は、蛍光ランプ製造時に水
銀を排気管より滴下する方法、「ライティングハンド
ブック」（オ−ム社、１９８７年発行）の第１３４ペ−
ジに記載のように、チタン水銀合金として封入する方
法、水銀をカプセル状にして、ランプ内に導入する方
法、さらに高温で動作をするランプに関しては高温で
の発光効率の低下を防ぐため水銀のアマルガムを使用す
る方法が用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の低圧水銀蒸
気放電灯において、ランプ内への水銀封入方法として１
０ミリグラムないし２０ミリグラムの水銀を排気管より
滴下する方法を用いた場合においては、水銀の供給をラ
ンプ排気工程中に行なうために、滴下した水銀の全てを
有効にランプ内に封入することは出来ず、一部は排気管
より損失する。

【０００４】よって、必要量の水銀をランプ内に供給す
るためＴｉ−Ｈｇ合金を金属板上に塗布した水銀ディス
ペンサ−をランプの電極部に設置し外部より高周波加熱
することにより水銀を放出させる方法、あるいは水銀を
カプセル状のガラス内に封入し、そのカプセルをリング
状にしたニッケル板に固定し、ランプの電極部に設置し
高周波加熱することによりカプセルを破壊して水銀をラ
ンプ内に導入する方法が用いられる。

【０００５】しかし、この両者の方法は材料費が高く、
かつ構造も複雑であるため製造が困難であり、さらに水
銀放出のための加熱装置が必要であるという問題点があ
った。

【０００６】また、水銀とビスマス、インジウムを主成
分とするアマルガムを使用する方法においては、その目
的は、管壁温度の高い蛍光ランプにおいてランプ効率が
最大になるように水銀蒸気圧を制御することにあるの
で、上記アマルガムはランプの最冷部、例えば排気管内
に収納しなければならなかった。このため構造および製
造工程が複雑になる問題点があった。

【０００７】また水銀とアマルガムを形成する金属体を
ランプ内に封入する方法においては、アマルガムを排気
管内に収納する方法に比べて高温にさらされる場合があ
るので、水銀蒸気圧抑制の効果が少なくなると同時に、
管内で作られたアマルガムが管内を自由に移動するため
に蛍光膜の剥離を発生させたり、比較的大きな粒の存在
により、外観上商品価値を著しく損ねるという問題点が
あった。

【０００８】水銀と、比較的融点の低い金属との合金を
使用する方法も最近検討され始めているが、この時使用
される水銀合金は、ランプ内を自由に移動できる構造に
なっているため、やはり蛍光膜の剥離を発生させたり、
比較的大きな粒の存在により、外観上商品価値を著しく
損ねるという問題点があった。

【０００９】本発明の目的は、安価で、ランプに必要な
最少量の水銀を確保する低圧水銀蒸気放電灯を提供する
ことである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、低圧水銀蒸
気放電灯の一部を構成するガラス管の中に顆粒状の水銀
合金を供給する工程と、前記ガラス管内壁の前記合金が
停留している部位の近傍を前記ガラス管の外側から所定
の温度で加熱する工程とを有することを特徴とする低圧
水銀蒸気放電灯の製造方法を用いることにより達成され
る。

【００１１】

【作用】顆粒状の水銀合金は含有されている水銀量を正
確にすることができるため、蛍光ランプ内に必要な水銀
量を正確に封入することができる。また、顆粒状の水銀
合金を使用した場合、粒の直径は約１ミリメ−トルから
約３ミリメ−トルであるため、排気管よりランプ内に導
入することができる。このため、ランプの構造を複雑に
する必要がなく、かつ、複雑なランプの製造工程を必要
としない。

【００１２】さらに加熱によりランプに必要な最小量の
水銀を放出させるためには、水銀合金を構成する金属は
融点が５００度以下の金属を用いることが望ましい。こ
れは５００度以上の金属では水銀を放出させるための加
熱量が大きく、軟質ガラスよりなる蛍光ランプではガラ
スが変形したりクラックなどが起こりやすくなるためで
ある。

【００１３】水銀合金の加熱はランプの外部よりバ−ナ
あるいはヒ−タにより簡単に行えるため、高周波加熱装
置などの複雑な装置を必要としない。

【００１４】さらに、本発明の方法によれば、水銀供給
量を抑制するための他の方法に比べてランプ製造に伴う
材料費が安価であるために原価アップが最小限に抑える
ことができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照しながら説
明する。

【００１６】図１は、本発明に係る低圧水銀蒸気放電灯
の局所断面図である。

【００１７】（実施例１）まず、直管型蛍光ランプの製
造に適する実施例を示す。

【００１８】図２は、本実施例に係る直管形のランプの
製造方法を示す図である。

【００１９】図２において、ガラス管１（図２（ａ））
内面に蛍光体２を塗布（図２（ｂ））したのち、焼成し
て蛍光体２をガラス管１に焼き付け、電極３を固定した
マウント（図２（ｃ））をガラス管１の両端に封着する
（図２（ｄ））。その後ガラス管１を約４００度に加熱
して、電極物質を分解するときに発生するガスやガラス
及び蛍光体から発生する不純ガスをガラス管１から十分
に排気して内部を十分に減圧する。 その後、重量比で
水銀の含有量が３０％以上６０％以下であり、かつ直径
が約１ミリメ−トルの、顆粒状の水銀と、ある種の金属
（スズ、鉛、亜鉛のうちの少なくとも一種を有する金
属）との合金を排気管よりガラス管１内に導入する（図
２（ｅ））。

【００２０】ガラス管１は排気管が上部に開口するよう
に直立させる。この状態で排気管より水銀合金を導入す
るため、導入した水銀合金はそのままガラス管の最低部
の、蛍光体が塗布されていないガラス露出部分に落下す
る。

【００２１】このときガラス管の温度は通常２００度以
上であるために微量の水銀が合金より放出される。

【００２２】次に、ガラス管１中へアルゴンガス４を封
入し、排気管を封着する（図２（ｆ））。

【００２３】その後、図３（ａ）に示すように、水銀合
金のあるガラス管端部を、ガラス管外側より水銀合金の
融点以上の温度で加熱する（図２（ｇ））。これにより
上記合金の少なくても一部が溶融状態となり、図３
（ｂ）に示すように、合金はガラス部に溶着すると同時
に所定量の水銀が放出しそのままランプ内に拡散する。

【００２４】さらに、口金６を接着（図２（ｈ））する
ことにより、ランプは完成する。

【００２５】（実施例２）次に、環形蛍光ランプの製造
に適する実施例を示す。

【００２６】まず、環形蛍光ランプの製造方法を図４を
用いて説明する。

【００２７】ガラス管１（図４（ａ））内面に蛍光体２
を塗布（図４（ｂ））したのち、焼成して焼き付け、電
極３を固定したマウント（図４（ｃ））をガラス管の両
端に封着する（図４（ｄ））。その後ガラス管を約６０
０度に加熱して、電極物質を分解するときに発生するガ
スやガラス及び蛍光体から発生する不純ガスをガラス管
１から十分に排気して内部を十分に減圧する。ガラス管
１を十分に低圧状態にすると同時に、ガラス管をドラム
に巻きつけ、環形に成型する。

【００２８】その後、前述の水銀合金を排気管よりガラ
ス管１内に導入する（図４（ｄ））。 環形蛍光ランプ
の場合は、導入した水銀合金は管端に到達することがな
く、ランプ中央最下部に停止する（図４（ｄ））。この
時点で水銀合金はランプの管壁に付着することがなく、
ランプ内を自由に移動可能である。

【００２９】そしてアルゴンガス４を封入し、排気管を
封着する。

【００３０】その後、ガラス管を図４（ｇ）（ｈ）に示
すような方向で回転させ、水銀合金を排気管と反対側の
ガラス管端部の蛍光体が塗布されていないガラス露出部
に誘導し、その部分を合金の融点以上の温度で加熱する
（図４（ｉ））。これにより上記合金の少なくとも一部
が溶融状態となり合金はガラス部に溶着すると同時に所
定量の水銀が放出しそのままランプ内に拡散する。

【００３１】その後、口金を接着して（図４（ｊ））ラ
ンプとして完成する。

【００３２】（実施例３）次にコンパクト形蛍光ランプ
の製造方法について図５を用いて説明する。

【００３３】ガラス管１（図５（ａ））内面に蛍光体を
塗布（図５（ｂ））したのち、焼成して焼き付け、ガラ
ス管中央部を加熱して２本に分割すると同時にその部分
でガラス管端部をメクラにし（図５（ｃ））、反対側の
端部に電極を固定したマウント（図５（ｄ））を封着す
る（図５（ｅ））。そのガラス管２本を近接して平行に
並べ、図５（ｆ）（ｇ）に示すように、電極封着部と反
対側の端部で２本を接合する。

【００３４】その後ガラス管を約４００度に加熱して、
電極物質を分解するときに発生するガスやガラス及び蛍
光体から発生する不純ガスをガラス管１から十分に排気
して内部を十分に減圧する。

【００３５】その後、前述の水銀合金を排気管よりラン
プ内に導入する（図５（ｈ））。

【００３６】コンパクト形蛍光ランプの場合、ガラス管
１は排気管を上にして直立しているため、導入した水銀
合金は図５（ｉ）に示すように排気管と反対側のメクラ
にした管端に到達する。この時点で水銀合金はランプの
管壁に付着することがなく、ランプ内を自由に移動可能
である。

【００３７】そしてアルゴンガス４を封入し、排気管を
封着する。

【００３８】その後、ガラス管を１８０度回転させ、水
銀合金を排気管のあるガラス管端部の蛍光体が塗布され
ていないガラス露出部に誘導し、その部分を合金の融点
以上の温度で加熱する（図５（ｊ））。これにより上記
合金の少なくとも一部が溶融状態となり合金はガラス部
に溶着すると同時に所定量の水銀が放出しそのままラン
プ内に拡散する。

【００３９】その後、口金を接着してランプとして完成
する（図５（ｋ））。

【００４０】ガラス管端部に付着した、水銀合金から水
銀の少なくとも一部が放出した後の金属は、ランプ完成
後もガラス部分に固着しているため、ランプ内を自由に
移動することがない。このため、その粒状の金属がガラ
ス管１内を運動することに伴うガラス管１の内壁に塗布
した蛍光体の膜ハゲなどの外観不良を起こすことがな
い。

【００４１】また、粒状金属を固着させる場所は、上記
各々の実施例に記載した蛍光体が塗布されていない部分
以外の部分でもよい。即ち、ランプ完成後に口金によっ
て隠れる部分あるいは外観上問題とならなければ蛍光体
が塗布されている部分に固着させても、ランプ点灯中に
粒状金属の存在がランプの外側から視認できなければ、
製品としてのランプの外観上の障害とならない。

【００４２】また、電球形蛍光ランプやＵ字型蛍光ラン
プ等、その他の低圧水銀蒸気放電灯においても、金属合
金をランプ内に封入後、水銀合金を電極部近く等の、ラ
ンプとして外観、性能を損なわない部分に誘導し、その
部分を合金の融点以上の温度で加熱して、合金の少なく
とも一部を溶融状態とさせ所定量の水銀を放出させると
共に、水銀が放出した後の金属をガラス管内面に固着さ
せることによって、同様の効果が得られることはもちろ
んである。

【００４３】さらに、粒状金属のガラス管内部へ固着さ
せる場所は、たとえその存在がランプ点灯中に視認可能
な任意の位置であってもよい。ランプとしての本来の特
性に悪影響を与えるものではないからである。逆に、そ
の粒状金属に視認可能であるか否かは特に考慮すること
なく、ランプ製造上のその他の都合を優先してもよい。
この場合には、粒状金属はガラス管内部の任意の位置に
固着するようにすればよい。

【００４４】また、水銀合金のガラス管内における停留
部位近傍を加熱する際の加熱温度は、加熱によりその合
金の少なくとも一部を液相状態に溶融させてその合金中
の水銀の少なくとも一部をガラス管中に放出させるのに
十分な温度と、その合金より水銀の少なくとも一部を放
出させた後の粒状の金属がガラス管内壁に固着するため
に必要な溶融が起こるために十分な温度との両方を満足
する温度以上であることが好ましい。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、水銀供給量を制限する
必要がある低圧水銀蒸気放電灯を安価に製造することが
できる。

【００４６】これは、顆粒状の水銀合金の単価が安価な
ためである。また、水銀合金から水銀を放出させた後の
粒状の金属のガラス管内への固定は、単に、ガラス管を
加熱するだけでよく、低圧水銀蒸気放電灯の製造工程が
複雑にならずにすむ。このため、従来の摘下方式の水銀
供給方式の低圧水銀蒸気放電灯の製造方法との比較にお
いて、低圧水銀蒸気放電灯の製造コストが顕著に上昇す
ることがない。このため、低圧水銀蒸気放電灯を安価に
製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る低圧水銀蒸気放電灯の局
所的断面を示す図である。

【図２】図２は、本発明の一実施例である直管型の低圧
水銀蒸気放電灯の製造方法を示す図である。

【図３】図３は、本発明に係る低圧水銀蒸気放電灯の水
銀合金のガラス管内への固着状態を示す断面図である。

【図４】図４は、本発明の他の実施例である環型の低圧
水銀蒸気放電灯の製造方法を示す図である。

【図５】図５は、本発明のその他の実施例であるコンパ
クト型の低圧水銀蒸気放電灯の製造方法を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…ガラス管、２…蛍光体、３…電極、４…アルゴンガ
ス、５…水銀合金、６…口金、７…ガラス部分に溶着し
た合金。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 孝治 東京都青梅市藤橋888番地 株式会社日立 製作所リビング機器事業部内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】低圧水銀蒸気放電灯の一部を構成するガラ
   ス管の中に顆粒状の水銀合金を供給する工程と、 前記ガラス管内壁の前記合金が停留している部位の近傍
   を前記ガラス管の外側から所定の温度で加熱する工程と
   を有することを特徴とする低圧水銀蒸気放電灯の製造方
   法。
2. 【請求項２】前記所定の温度は、前記加熱により前記合
   金の少なくとも一部を液相状態に溶融させて前記合金中
   の水銀の少なくとも一部を前記ガラス管中に放出させる
   のに十分な温度と、前記合金より水銀の少なくとも一部
   を放出させた後の粒状の金属が前記ガラス管内壁に固着
   するために必要な溶融が起こるために十分な温度との両
   方を満足する温度以上であることを特徴とする請求項１
   記載の低圧水銀蒸気放電灯の製造方法。
3. 【請求項３】前記合金より前記水銀の少なくとも一部を
   放出させた後の粒状の金属が前記ガラス管の一方の管端
   部近傍に固着するように、前記合金を前記ガラス管内壁
   の所定部位に停留させることを特徴とする請求項１また
   は２記載の低圧水銀蒸気放電灯の製造方法。
4. 【請求項４】前記合金より前記水銀の少なくとも一部を
   放出させた後の粒状の金属が前記ガラス管の管端部近傍
   の蛍光体の塗布されていない部位に固着するように、前
   記合金を前記ガラス管内壁の所定部位に停留させること
   を特徴とする請求項１または２記載の低圧水銀蒸気放電
   灯の製造方法。
5. 【請求項５】前記放電灯はその管端部近傍でかつ、前記
   ガラス管管端部近傍の外周部に口金を設けることが可能
   に構成されており、 前記合金より前記水銀の少なくとも一部を放出させた後
   の粒状の金属が前記口金を設けることによって前記放電
   灯の点灯中に前記放電灯の外部から視認することができ
   ない前記ガラス管内壁の所定位置に固着するように、前
   記合金を前記ガラス管内壁の所定部位に停留させること
   を特徴とする請求項１または２記載の低圧水銀蒸気放電
   灯の製造方法。