JPH0656754B2 - 低圧水銀蒸気放電灯 - Google Patents

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、始動時における管内の水銀蒸気圧の立上がり
を始動用アマルガムで早めるようにした低圧水銀蒸気放
電灯に関する。

（従来の技術） 低圧水銀蒸気放電灯の代表として知られているけい光ラ
ンプは、一般に高い入力を与えたり、バルブ径を細くし
たり、外囲器で囲むなどの構成を採用すると、管壁負荷
が高くなったり、放熱が不十分となり、バルブの温度が
上昇する。このため、従来のように純水銀を水銀蒸気供
給源として使用した場合には、バルブ内の水銀蒸気圧が
最適値を上回り、光束が低下するなどの不具合が発生す
る。

これに対し、けい光ランプを上記のような温度的に厳し
い条件下で点灯させる場合は、純水銀に代わってアマル
ガムを使用すると水銀蒸気圧が適正な範囲に制御される
ことが知られている。

ところが、アマルガムにより水銀蒸気圧を制御する方法
は、アマルガムの蒸気圧が純水銀の蒸気圧より低いとい
う特性を利用するものであるから、始動時のように、け
い光ランプの周囲温度が低くしかもアマルガム自身の温
度も低い状況のもとでは、アマルガムの温度がその作用
に最も適した温度に迅速に達せず、水銀を放出する速度
が緩慢となってしまう。この結果、光束の立上がり特性
に劣り、安定状態に達するまで時間がかかり、始動性が
劣る不具合が生じる。

このようなことから、従来、特願昭５９−７３９７３号
に記載されている通り、定常点灯時に水銀蒸気圧を制御
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
出する始動用のアマルガムを使用することが提案されて
いる。

上記先願においては、内面にけい光体被膜を形成した発
光管バルブの両端にそれぞれステムを取付けるととも
に、これらステムに電極を装着し、一方のステムには細
管を突設してこの細管内とバルブ内の放電空間とを上記
ステムの側面に開口した通孔により連通させ、かつこの
細管内に主アマルガムを収容するとともに、該主アマル
ガムを収容した細管を有するステムには、一方のリード
線に始動用アマルガムを取付けた構造が示されている。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来の場合、始動用アマルガムはその一端が一方の
リード線に接合され、他端はバルブの中心上に位置する
ように配置されていた。

ところで、通常このようなランプにおいては、点灯中に
放電空間に放出された水銀蒸気が消灯とともにアマルガ
ムに徐々に再吸収されるものであり、この場合、その大
半が細管内の主アマルガムに吸着されるように、主アマ
ルガムと始動用アマルガムとの組成を変えてある。

そして、始動用アマルガムは点灯直後のアマルガム不足
を補う目的で、電極近くに配置し、電極からの熱を受け
て水銀を瞬時に蒸発させ、速やかに放電空間に拡散させ
る必要がある。しかも、この始動用アマルガムは、消灯
時に水銀吸着量が多い程点灯した場合に水銀放出量が多
くなる傾向をもっている。

しかしながら、従来の場合は、消灯とともに水銀蒸気は
その大半が細管内の主アマルガムに吸着され、始動用ア
マルガムに吸着される割合いが少なく、したがって始動
用アマルガムを設けたにも拘らず、点灯した場合に始動
用アマルガムから放出される水銀量が比較的少なく、放
電空間全体に拡散する速度が緩慢で始動時の光束立ち上
がりが迅速でなく、始動性が満足できない欠点があっ
た。

本発明は、点灯開始時に始動用アマルガムから放出され
る水銀量が多くなり、光束立上がり時間を短縮すること
ができる低圧水銀蒸気放電灯を提供しようとするもので
ある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、始動用アマルガムを、バルブ中心からステム
の側面に開口した通孔側に偏位して設置したことを特徴
とする。

（作用） 本発明によると、始動用アマルガムをステムの側面に開
口した通孔側に偏位して設置したので、消灯時に主アマ
ルガムに吸着されようとする水銀蒸気の流れの途中に始
動用アマルガムが晒されることになり、したがって主ア
マルガムに吸着されようとする水銀蒸気が始動用アマル
ガムに接してこの始動用アマルガムに吸着される量が多
くなり、点灯時に始動用アマルガムから多量の水銀が放
出されることになるから、水銀蒸気圧の上昇が促され、
光束の立ち上がり時間が短縮される。

（実施例） 以下本発明について、第１図ないし第５図に示す第１の
実施例にもとづき説明する。

第４図には屈曲形けい光ランプの展開した状態を示して
あり、1 は発光管バルブを示す。

発光管バルブ1 は略Ｗ字形をなし、全体として蛇行状の
放電路を形成している。バルブ1 の内面にはけい光体被
膜2 が形成されており、このバルブ1 の両端には電極マ
ウント3 ，3 が封着されている。

これら電極マウント3 ，3 は、それぞれバルブ1 の開口
端を封止したステムチューブ4 、4 と、これらステムチ
ューブ4 、4 にそれぞれ気密に貫通されたリード線5 ，
5 と、これらリード線5 ，5 の先端間に架設されたコイ
ルフィラメント6 ，6 とで構成されている。

なお、フィラメント6 には図示しないエミッタが塗布さ
れている。

バルブ1 の両端に設けられた上記電極マウント3 ，3 に
は、それぞれ一方のリード線5 に、始動用アマルガム7
，7 が接合されている。始動用アマルガム7 は、ステ
ンレスまたはニッケルなどの金属箔、あるいはモリブデ
ン、タンタルもしくはニオブなどからなる高融点金属箔
の表面にインジウムなどのアマルガム形成金属メッキも
しくは蒸着などにより被着したものであり、板片状に形
成されフィラメント6 に近接した位置で一方のリード線
5 にその一端が溶接されている。

バルブ1 の一端側に設けられたステム4 には、第２図お
よび第３図に示すように、主アマルガム収容用の細管8
が接続されており、この細管8 はバルブの最冷部となる
ように外に向かって突出されている。この細管8 はステ
ム4 の一側面に開口した通孔9 を介してバルブ1 内の放
電空間に連通している。

この細管8 には主アマルガム10が収容されている。この
主アマルガム10は、インジウム、ビスマス、スズ、鉛お
よびこれらの金属を適当に混合させた合金に水銀を加え
て構成されている。

なお、この主アマルガム10は細管8 の内面に付着されて
いる。すなわち、主アマルガム10は水銀の蒸気圧を制御
するものであるから所定の温度に保たれなければなら
ず、細管8 内で移動すると温度変化してしまい、蒸気圧
が変動する不具合がある。このため主アマルガム10は細
管8 内面の所定の位置に固定することが必要である。本
実施例においては、主アマルガム10を略球状の塊にして
細管8 に収容し、この細管8 を封止した後外部からエア
ーヒータ等を用いて加熱することにより主アマルガム10
を溶かして細管8 内面に溶着させてある。

ところで、上記のように主アマルガム10を収容した細管
8 を備えたマウント3 、つまりステム4 に取着された始
動用アマルガム7 は、その取付け位置がバルブ1 の中心
線Ｏから偏心されている。

すなわち、始動用アマルガム7 は前記したように、板片
状に形成されてその一端が一方のリード線5 に溶接され
ているものであるが、その他端は第１図に示す通り、バ
ルブ1 の中心線Ｏから偏位され、この偏位方向は前記ス
テム4 の一側面に開口した通孔9 の方向に向かってい
る。これにより始動用アマルガム7 は、消灯時にバルブ
1 の放電空間から上記通孔9 を通じて細管8 内の主アマ
ルガム10に吸着されようとする水銀蒸気の流れに晒され
ることになる。つまり、始動用アマルガム7 は、放電空
間と主アマルガム10との間の水銀蒸気の流れの経路の途
中に位置されることになる。

なお、バルブ1 の他端側に設けられた他のステム4 に
は、第４図に示すように、排気管11が接続されており、
この排気管11はバルブ1 の排気工程に使用されるもので
あり、この排気管11を通じてバルブ1 内が排気され、か
つこの排気管11を通じてバルブ1 内にアルゴンなどの不
活性ガスを封入し、しかるのちこの排気管11は封止切り
されているものである。

このように構成した屈曲形けい光ランプの作用について
説明する。

ランプが消灯されている時には、周囲温度が低いので管
内の浮遊水銀は、電極マウント3 ，3 近傍の始動用アマ
ルガム7 ，7 およびバルブ1 の一端に突設した細管8 に
収容した主アマルガム10に吸着されている。したがって
管内の水銀蒸気圧は低くなっている。

この場合、ランプが消灯された直後は、細管8 の温度が
低いこと、およびこの細管8 に収容した主アマルガム10
の水銀蒸気を吸着する作用が始動用アマルガム7 ，7 よ
り優れていることのため、主として浮遊水銀蒸気は主ア
マルガム10に多く吸着される。

しかして、このような吸着過程において、主アマルガム
10を備えたステム4 に取着された始動用アマルガム7
は、その取付け位置がバルブ1 の中心線Ｏから通孔9 の
方向に偏位されており、したがって放電空間と主アマル
ガム10との間の水銀蒸気の流れの経路の途中に位置され
ているので、第３図の矢印で示すように、上記放電空間
から上記通孔9 を通じて細管8 内の主アマルガム10に吸
着されようとする水銀蒸気の流れに晒されることにな
る。このため、主アマルガム10に吸着されようとする水
銀蒸気が途中に位置された始動用アマルガム7 に吸着さ
れる割合いが多くなる。

次いで、ランプを点灯させると、バルブの両端部に設置
したフィラメント6 ，6 間でアーク放電が発生する。こ
の時各フィラメント6 ，6 の近傍に位置してリード線5
，5 に取付けられている始動用アマルガム7 ，7 は、
それぞれフィラメント6 ，6 からの輻射熱によって加熱
されているので、上記消灯時に吸着していた水銀を放出
する。これにより放電路に水銀蒸気が迅速に拡散され、
放電路内の水銀蒸気圧が上昇する。

この場合、主アマルガム10を備えたステム4 に取着され
た始動用アマルガム7 は、上記消灯時に多量の水銀を吸
着しているから、この点灯初期においてその吸着してい
る水銀を短時間のうちに多量に放出し、したがって従来
に比べて、放電路の水銀蒸気圧の上昇を促すので、始動
立上がり時間が短縮される。

このようにしてランプが安定点灯状態に達し、上記始動
用アマルガム7 ，7 から放電空間内に放出された水銀が
過剰な場合は、温度の低い細管8 に収容されている主ア
マルガム10が余剰水銀を吸着してバルブ内の水銀蒸気圧
を最適な状態に制御するものである。

なお、上記実施例について、光束の立上がり特性を実験
した結果を第５図に示す。

第５図において、実線Ａは上記実施例に示す通り、始動
用アマルガム7 をバルブ1 中心線Ｏから通孔9 の方向に
偏位させて配置した場合の特性であり、破線Ｂは始動用
アマルガム7 をバルブ1 中心線Ｏから通孔9 と反対側に
偏位させて配置した場合の特性である。これらの特性を
比較しても分るように、本実施例の構成の場合は短時間
に光束が立上がり、始動特性が改善される。

なお、本発明は上記実施例に制約されるものではない。

すなわち、上記実施例の場合、始動用アマルガム7 をリ
ード線5 に取付けた場合を説明したが、本発明はこれに
限らず、例えば第６図に他の実施例として示すように、
ステム4 に支持ロッド20を植立し、この支持ロッド20
に、フィラメント6 に近接した位置でしかもバルブ1 中
心線Ｏから通孔9 の方向に偏位させて始動用アマルガム
7 を取付けるようにしてもよい。

また、上記実施例ではＷ字形のけい光ランプの場合につ
いて説明したが、本発明は２本のＵ字形バルブ、または
４本以上のＵ字形バルブを連結したもの、さらに鞍形け
い光ランプであってもよく、さらには直管形けい光ラン
プであっても実施可能である。

さらにまた、本発明はバルブの内面にけい光体被膜を設
けないランプであっても実施可能である。

［発明の効果］ 以上説明した通り本発明によると、始動用アマルガムを
ステムの側面に開口した通孔側に偏位して設置したの
で、消灯時に主アマルガムに吸着されようとする水銀蒸
気の流れの途中に始動用アマルガムが晒されることにな
り、したがって主アマルガムに吸着されようとする水銀
蒸気が始動用アマルガムに多量に吸着され、点灯時にこ
の吸着した多量の水銀が放出されることになるから、水
銀蒸気圧の上昇が促され、光束の立ち上がり時間が短縮
される。したがって始動特性が改善されることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の一実施例を示し、第１図
は第３図中Ｉ−Ｉ線の矢視図、第２図は第４図中II部の
拡大した断面図、第３図は第２図中III−III線の断面
図、第４図はけい光ランプ全体の展開した図、第５図は
始動時の立上がり特性図、第６図は本発明の他の実施例
を示す断面図である。 1 ……発光管バルブ、2 ……けい光体被膜、3 ，3 ……
マウント、4 ……ステム、5 ……リード線、6 ……フィ
ラメント、7 ……始動用アマルガム、8 ……細管、9 …
…通孔、10……主アマルガム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発光管バルブの両端をそれぞれステムで閉
   塞し、これらステムにそれぞれ電極を装着するととも
   に、一方のステムには細管を突設してこの細管内部とバ
   ルブ内部とを上記ステムの側面に開口した通孔により連
   通させ、この細管内に主アマルガムを収容し、かつこの
   主アマルガムを収容した細管を備えてなるステムに始動
   用アマルガムを取付けた低圧水銀蒸気放電灯において、 上記始動用アマルガムは、上記ステムにおける前記側面
   に開口した通孔側に偏位して設置したことを特徴とする
   低圧水銀蒸気放電灯。