JPS6037635A - 小形金属蒸気放電灯の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は発光管内容積がｌｃｃ以下の小形金属蒸気放電
灯の製造方法に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年、省エネルギーの観点から効率の高込照明光源の開
発が要望されており、従来上として屋外照明に使用され
ていた高効率で長寿命の金属蒸気放電灯を屋内、特に一
般家庭用白熱電球に代替１〜で使用することが注目され
ている。

金属蒸気放電灯の屋内使用の灸件としては高効率、長寿
命に加えて更に１．０ＯＷ（ワット）以下のような小ワ
ツト、小形化が強く要求される。

しかしながら、ｉｏｏｗ以下の小形金属蒸気放電灯たと
えば小形メタルハライドランプは発光管の内容積がｌｃ
ｃ以下となり、従来の１００Ｗを越える中〜高ワット形
ランプの内容ｔｔ（に比較して甚だ小さく、シたがって
中〜高ワット形ランプの製造技術をそのまま適用できな
いいくつかの問題がある。

たとえば、その一つとして発光管の製造方法。

特にボンバードを伴う排気工程がある。ずなわら。

発光管の排気工程において、一対の＠極を封着した発光
管内を排気した後、アルゴンガス等の不活性ガス等をた
とえば２０−１００　トール封入し１次に電極間に電圧
を印加して放電を発生させる。この工程をボンバードと
称している。これは電極および発光管内壁に吸着、吸蔵
されろ不純ガスを放出させたり、電極を活性化すること
などを目的としている。しかしながら１発光管内容７（
ｌＩｔが１　ｃｃ以下のような小形金属蒸気放電灯にお
いて同一の方法でボンバードを行なうと発光管の電極近
傍の内壁面に電極材料の高融点金属が飛散被着して黒化
を生じ９発光管が小形であるがために、その光束等の初
期特性に甚大な悪影響を与えた。一方、このような悪影
響を回避しようとしてボンバードを省略すると、上記不
純ガスの除去や電極活性化が不充分となり、始動特性や
寿命特性に悪影・１やを１−。

える結果となった。

〔発明の１コ的〕 本発明は発光管の排気工程でボンバードを行なっても発
光管内壁面に黒化を生じることがなく高効率が得られる
内容積］　ｃｃ以下の発光管を備えた小形金属蒸気放電
灯の製造方法を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は不活性ガス供給ラインと排気ラインな有する排
気系の排気装置を用いて内容積１　ｃｃ以下の小形金属
蒸気放電用発光管をへボンバードを伴なう排気を行なう
工程において、上記排気系の末端に弁を有する排気用ヘ
ッドを介して電伶を封着した発光管バルブを接続し、ボ
ンバード時にほの大きな排気系から切り離し、ボンバー
ド時に発光管バルブ内に刺入した不活性ガスが排気系内
に散逸するのを防止するようにしたことを特徴とする。

〔発明の実施し１］〕 以下本発明の一実施例を脇１図および第２図を参ｔｉ＋
イして説明する。

；ａ１図は発光管の排気装置の概略図を示し、（１）は
マニホルドで排気ポンプ（２）につながる排気ライｙ　
（３）　オよびガス源（４）につながるガス供給ライン
（５）がそれぞれ接続され、さらに排気ライン（２）に
は排気弁（６）がまたガス供給ライン（５）にはガス弁
（７）とガス圧測足装置（８）とが取り付けられでいる
。さらにマニホルド（１）より各枝’ｋ　（９）　ｔ　
（９）・・・が分かれて排気系が構成される。そｎ等枝
管（９）つまり排気系の末端にはそれぞれ排気用ヘッド
（１０）がとり付けられ。

上記各排気用ヘッド（１０）の先には透光・吐絶縁物た
とえば石英ガラスかりなるバルブ（１））の端部に一対
の電極ｕ、ｔｔｚを封着した内容７１’Ｎ１ｃｃ以下の
発光省・（１３）が突設した排気’ｔ？（ｌ（イ）を介
してそれぞれ接続されるようになっている。排気用ヘッ
ドＨ）は第２図に拡大して示すように中央に口ゴムαω
があり、その両側なロゴム押えｔ１６１．　（１６）で
挾み、ねじ（１７）で締め付けることにより発光管の排
気管（１４）を気密に保持するとともに、この排気’＃
　（＋４＋の排気孔（１４ａ）の上方に位置してたとえ
ば電磁弁のような弁賭が設置されている。

このような装置を使って発光前（１３）内を脱ガス排気
するには２発光ｔ（１３）を排気用ヘッドＨ＋にそれぞ
れ取り付け、ガス供給ライ／のガス弁（７）を閉じ。

排気ラインの排気弁（６）を開けてＪ７１’気ボング（
２）を作動させて発光管（１３）内を排気する。次に排
気弁（６）を１！／Ａ　ｌｏ　−Ｈｘ　＃　１７１　ｆ
ｙ　ｉａ　ｎ　ｆ　Ｇ　”ｒ’ｆ−、％”内Ｖ　所’ｉ
Ｅ　済ノア　Ａ／ゴンガス等の不活性ガスを封入し、そ
の後、ガス弁（７）と各排気用ヘッドの弁（旧とを閉じ
発光管（１３）を排気系から切り離したのち１発光管の
電極ａ２＋、　（Ｊ′ＩＪ間に電圧を印加し、放電を発
生させて、電極および発光管管壁に吸着、吸蔵されてい
る水分、酸素。

−ｔＷ化炭素および炭酸ガス等のランプ特性に悪影響を
与える不純ガスの放出や電極の活性化すなわちボンバー
ドを行う。ボンバード終了後各排気用ヘッドの弁（１８
）と排気弁（６）を開いて発光管内に放出された不純ガ
スを含む不活性ガスを排出する。通常このボンバードは
２〜３回繰返して不純ガスを除去した後２発光管内に始
動用希ガス、水銀および発光金属あるいけ金属ハロゲン
化物等を封入ｊ〜。

排気管ａ、１）をその根元付近でチップオフして発光管
が形成される。発光管は図示しないが通常一端に口金を
取着したｌＡ管内に封装されて２ンズができあがる。

上記製造方法によれば、ボンバード時に容量の小さな発
光管は相対的に容量が極めて大きな排気系から完全に切
り離した状態になっているので。

ボンバードの放電により発光管内の温度が上昇しても管
内封入ガスは従来のように排気系内へ散逸することはな
く、シたがって必要かつ充分なガス量が維持されるから
、電極拐料が発光管管壁に飛散被着して黒化を生じ、効
率等のランプ特性に悪影響を与えるようなことはない。

次に４０Ｗ（ワット）のメタルハライドランプにつき上
記本発明方法と従来方法とをそれぞれ用いた実験結果に
つき述べる。発光管は最大内径約８朋、内容核的０．３
ｃｃの球形石英ガラスバルブの両端に一対の電極を距離
４韮を隔てて７ｆ設し形成されろ０ 上記電極は径０．２　ｒｔｒｍＱ高融点金属たとえばタ
ングステンからなる電極軸に同じくたとえばタングステ
ンからなるコイルを巻装して構成され、また石英ガラス
パルプのほぼ１７央には長さ５５朋、内径１５朋の排気
管が突設される。

このような発光管内には排気工程終了後において、始動
用希ガスとしてアルゴンガス１００トール。

水銀１０ｍｇ、金属・・ロゲン化物として沃化スカンジ
ウムと沃化ナトリウムが計２　ｍｇ封入されるもの平方
法を用いぞれビれ２０個りつ上記排気装置を用いて排気
な行ない比較した。

従来方法はボンバードの際、放心１ポ始前に発光管内に
アルゴン叉ｉスを２００トール封入し１．その後はアル
ゴ／ガスを有０給・毬ずに２回ボンノ（−ドをイ丁なっ
た。

ホンバード時間は１回目２秒、２回目；う０秒で放ｆｆ
ｆ、　ｆｉｔ流は０．８Ａ、である。一方１本発明方法
はボンノ（−ド回数２時間および放電電流は従来方法と
同一であるが、各ホンバード時には不活性ガスを封入後
。

発光管の排気孔を各排気用ヘッドの弁賭を閉じることに
よって塞ぎ、発光管を排気より完全に切り離して放１ｂ
、を行なったものである。

な１６．ボンバード回数および時間の」二記設定は。

１回目のホンバード時に多ｆ、ｔの不純ガスが放出され
、それによる電極材料の発光管内壁への飛散を防止する
ため数秒で放電を終了させるのが良いためで、２回目の
ボンバードは比較的長い時間（３０秒〜６０秒）にわた
って放電させることによって特に発光管管壁の内部等に
吸蔵されている水分等の不純物を放出させるために行な
う。このボンバードの回数はさらに３回、４回と繰返す
ほど良いが１回数が多くなるほど排気所硬時１１４１も
それにつれて当然長くなるし、不純ガスも最初の１〜２
回でその大部分が放出されることなどを考慮したうえで
２回としたものである。

また、放電開始前の不活性ガスの月入圧は当然高い方が
良いが、それに伴なって始動が困紺となる。

したがって本試験では当初アルゴンガスを２００トール
封入し、始動時４　ｋＶのパルス電圧を交流２００ｖに
重畳させて印加した。当初より封入ガス圧を７００トー
ルにもすると始動にコ決する電圧はパルス値が１０〜２
０ｋＶあるいはそれ以上必要となり始動器が大規模なも
のとなり、しかも始動時に発光管の電極がうける損傷も
大きく、ランプ特性上好、ましくない。

上記試験の結果は、従来方法によるものは全数（２０個
）発光管の電極近傍の内壁に電極材料の飛散による黒化
が発生していた。これに対し、＆覚向鈴掠Ｗ本Ｗ位貨■
☆構４’Ｄｔｕへ本発明方法によるものは黒化の発生し
たものは１個も見られなかった。ランプ効率は前者が平
均６０Ａｍ／Ｗに対し後者は平均８０１ｍ／Ｗにも達し
た。つまり２発光管の寸法が小さいため、僅かな黒化発
生でも発光部全面積に対する比率は高くなり、その効率
に及ぼす影響は大きいものがある。

次にボンバード時間を短縮し放電により発光管内の温度
が大きく上昇し始める前に放電を止めた場合と、ボンバ
ードを全（行なわずに排気した場合とについてそれぞれ
試験した。この結果は両者とも排気工程後の発光管外観
は本発明方法で製作したランプと同様に全く黒化戦見覚
けられず良好であった。しかしながら２画者ともに始！
８４ＩＩ電圧は高く９本発明方法によるランプが１ｏｏ
ｏｖパルスで点灯したのに対し、前者は３０００　Ｖ、
後者は５０００Ｖにも達し、しかも後者は１回の点灯だ
けで全数黒化を生じた。また、前者は寿命特性も悪＜、
ｉｏｏ。

時間点灯後の光束維持率が本発明方法によるランプが８
５％であるのに対し、５０％にも低下した。

これはボンバード不足により排気二［程における不純ガ
ス除去が不充分であったためである。

なお、上記実施例では排気工程の終了後に発光管内に各
封入物な飼犬したが２本発明はこれに限らず例えば予め
金属ハロゲン化物等を発光管内に封入しておいてから排
気下４”待にかければ、上記金属ハロゲン化物等に含有
される水分等の不純物を放出させ除去することもできる
。また９発光管内容積が１　ｃｃ以下の他の小形メタル
ハシイドランプは勿論のこと、さらに他の小形金属蒸気
放電灯たとえば馬圧す）　ｌ）ラムランプのようにスム
光性絶縁物である透光性セラミックからなる内容積］　
ｃｃ以下の発光管を備えるものにおいてもまた同梯の効
果が得られるものである。

内容積の小さな発光管を排気する場合、従来の中〜高ワ
ットランプ用発光管の排気と較べて相対的に排気系の容
量が大きくなるため、ボンバード開始後発光管内の温度
上昇に伴ない放電前に発光管内に封入した不活性ガスの
大半が排気系全体との温度差によって瞬時に発ブ０管内
から管外の排気系内に散逸してしまい９発光管内の釣人
ガスＩ′Ｆは極めて低い状態で放電を続けることになり
、↑［メ極ｆＡ利は蒸発、飛散して管内壁を黒化するこ
とになる。しかるに本発明によれば、ボンバード時には
発光管は排気系から切り離されている状態になっている
ので９発光管内封入ガスは８四充分なスｉ：をイ！１．
持することができるので、上記障害を生じるようなこと
はない。

尚、この問題は排気工程だけでなく、最終工程の排気管
のグーンプオフ時にもおこり得る問題で所要封入ガス圧
を封入しても、チップオフ時における加熱で発光管内の
温度が上昇し相対的に容量の大きな排便系に封入ガスの
一部が散逸してしまい。

チップオフ後１発光管内に残留した封入ガスはチップオ
フ前と比べ大きく減少する。この減少率が一定であれば
封入ガス圧を予め大目にすればよいが９発光管の大きさ
のバラツキ、排気管の肉厚。

内径のバラツキ、加熱温度のバラツキにより太きく異な
り、ランプ特性に甚だ大きな影響を及ぼす。

しかるに本方法によればチップオフ時にも弁１８を閉じ
排気系から発光管を切り離した後チップオンを行えば上
記問題が解決できる別の長所も有。

〔発明の効果〕

以上詳述したよりに本発明に」：れば内容積１　ｃｃ以
下の発光管のボンバードを什なう排気工程におり゛る黒
化発生をＩ・ｂ止し、たどえば４．　ＯＷメタルハライ
ド２ノブではランプ効率は従来方法による平均６０１１
ｍ／Ｗにダづし平均８０１．ｍ／Ｗにも向−ヒし、しか
も光束維持率も格段に改良することｆａ仲Ｆ能とした。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明をＥ）ｌ明するだめの４Ｊ１気装置の概
略図　；７４２図は同じくその一部の拡大図をそれぞれ
示す。 （１）・・マニホルド、（２１・・排気ボンダ。 （３）・・・排気ライン、（４）・ガス源。 （５）・・ガス供給シイ７、（６）・ｔ、１１気弁。 （７）・・・ガス弁、（９）・・枝管、αＱ・・排気ヘ
ッド。 ｉｌ＋）・発光管パルプ、ＵＺ・・ト１１；極、（１：
３１・・発光管０４１・・・発光管の排気管、（＋８＋
−・排気用ヘッドの弁代理人　弁理士　則　近　憲　佑 （ほか　１名） 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 不活性ガス供給ラインと排気ラインを有する排気系の末
   端に弁を有する排気ヘッドを介して一対の１！極を封着
   した内容積１　ｃｃ以下の発光管パルプを接航し２発光
   管パルプ内に不活性ガスを封入したのち上記排気用ヘッ
   ドの弁を閉じることによって発光管バルブを排気系から
   切り離し、ついで上記一対の電極間で放電を発止させボ
   ンバードすることを特徴とする小形金属蒸気放電灯の製
   造方法。