JPS60208023A - 低圧水銀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係り、特にそのアマルガムを
発光管端部の細管内に固定するための方法−関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般にけい光ランプに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
■珈の時に、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いるので、例えばこのけい
光ランプを電球形の外囲器内に収容して点灯させると、
周囲温度の上昇に伴って水銀蒸気圧が上記１ｍｋ上回り
、光出力が低下する等の問題が生じる。

このようにけい光ラングを温度的に厳しい条件下で点灯
使用する場合には、けい光ラング内の水銀蒸気圧を、純
水釧よりも蒸気圧の低いアマルガムを用いて適正な範囲
内に制御する方法が有効とされている。

ところで、従来この種のアマルガムは、ランプ端部のス
テム壁面に取り付ける場合が多いが、このアマルガムは
ランプの温度によって面体あるいは固体と液体との共存
状態に置かれて点灯中流出し易いので、本発明者らはア
マルガムをステムから延びる細管内に封入することを試
みている。

ところが、この封入後にアマルガムが細管内の定位置に
固着されていないと、例えはラングの点灯方向を変えた
時にアマルガムが細管内を移動することがちり得る。こ
の場合、たとえ同一の細管といえども、その封止端と放
電空間側の端部とでは温度差が生じるので、アマルガム
設置部分の温度も点灯方向等に応じて変動し易く、蒸気
圧の制御特性にばらつきが生じる虞れがある。したがっ
て、アマルガムを細管内に封入する場合には、この細管
内の定位置に移動不能に固着することが望ましいが、従
来ではアマルガムを細管内に簡単かつ確実に固着する方
法が見当らず、この打開策が要望されていた。

〔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、
細管内の定位置にアマルガムもしくはアマルガム形成金
属を簡単かつ確実に固定できる低圧水銀蒸気放電灯の製
造方法を得ることを目的とする。

〔発明の概要〕

すなわち、本発明方法は上記目的を達成するため、ガラ
ス製の細管内に、アマルガムもしくはアマルガム形成金
属を封入した後、この細管を溶融軟化状態にまで加熱せ
しめて気密に溶断封止するとともに、この溶断封止後の
高温状態にある封止部に上記アマルガムもしくはアマル
ガム形成金属を一体的に溶着させ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ヲ、？−ルを球形の照明装置に適
用した図面にもとづいて説明する。

まず、この照明装置の構造から説明すると、第１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とによってボー
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
光ラング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ョークコイル形
安定器７が一体的に収容されている。けい光ランｆ５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、この第
１曲成部１０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が互に隣接して同方向に
位置された形状をなしている。この発光管８の内面には
けい光体波腹１２が被着されているとともに、両端部９
，９には、第３図に示したようにマウント１３のフレア
部１４が夫々封着されている。フレア部１４に連なるス
テム管１５には内部リード線１６゜１６が封止されてお
り、これらリード線１６゜１６間に電極としてのフィラ
メント１７が継線されている。また各マウント１３のス
テム管ノ５から導出された細管１ａａ、１８ｂは、上記
フィラメント１７に近接するステム管１５の先Ｇｉ＋、
ｆ部に開口されており、この細管１８ｈ、１８ｂ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フ″５ハ、両端部９．９お
よび第１曲成部１０を口金２側に向けた姿勢で外囲器４
内に収容されており、そのフィラメント１７が点灯管６
はもちろん、安定器７を介して口金２と接続されている
。

ところで、上記発光管８の一端側の′ａ％　１８ｂ内に
に、定常点灯時での管内水＠蒸気圧を制御するアマルガ
ム１９が設置されている。ここで、上記一方の細管１８
ｂの途中には、＃ｌｌＩ管１８ｂヘノアマルガム１９の
封入時に、このアマルガム１９が発光管８内に落下する
のを阻止するね径部２０が設けられており、これに対し
他方の細管１８ｍはアマルガムが封入されないので、上
述の如き縮径部は設けられて２らずストレートとなって
いる。なお、上記アマルガム１９の代りに最初にアマル
ガム形成金属と水銀とを態別に細管Ｊａｂおよび発光管
８内に封入しておき、この後アマルガム形成金属を細管
１８ｂ内でアマルガム化させるようにしても良い。

上記アマルガム１９は、本実施例の場合インジウム（Ｉ
ｎ）、ビスマス（１１１１）、スズ（Ｓｎ）、鉛（ｐｂ
　）等の各種金属の合金に水銀（Ｈｇ）１に加えて略球
状に形成したものであり、上記一方の細’ｆｌ１８ｂの
封止部２５に一体的に移動不能に溶崩されている。そし
てこのアマルガム１９は、その動作温度が定常点灯時で
の外囲器４内の雰囲気温度、つまり略７０℃〜９・０℃
に達した時に、発光管８内の水銀量を紫外線に変換する
効率が最高となる６　Ｘ　１０　ｍＨｇ付近に制御する
ようになっている。

咳た本実施例のけい光ランプ５では、上記アマルガム１
９よりもフィラメント１７に近接した畠温部分、つまり
フィラメント１７と細管Ｊａｂの開口端との間に位置し
て水銀ゲッタ２１が設置されている。水銀ｒ、タ２ノは
ステンレス、ニッケル、モリブデン類の金網あるいＩｒ
１．ｆレートからなる基体２２の表面に、少量のインジ
ウム（Ｉｎ　）をメッキ又は蒸着によって被着させたも
ので、この基体２２の一端が上記内部リード線１６に溶
接されている。そしてこの水銀ゲッタ２ノは、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、逆にラング点灯時には吸着した水銀を発光管
８内に放出するようになっている。

このような構成の照明装置において、口金２を電源側の
ソケットに差込み、電源電圧？Ｉ−発光管８に印加して
始動させると、アマルガム１９は放電による熱形！＃を
受けて温度上昇し、発光管８内に水銀を放出する。この
放電により発光管８や細管１８ｂの管壁温度が上昇する
につれて、細管Ｊａｂ内のアマルガム１９の温度が徐徐
に上昇し、この温度上昇に見合った量の水銀が発光管８
内に放出される。そして始動後、光出力がピーク値を経
て定常状態に移行した時点では、アマルガムＪ９の水銀
は全て蒸発し、これ以降の管内水銀蒸気圧はアマルガム
１９の設置部分の温度で定まる蒸気圧、すなわち紫外線
の変換効率が最高となる６×１０■Ｈｇ付近の値に制御
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、温度の低下に伴って発光管８内の浮遊水銀はア
マルガム１９に吸着され始める。この際、アマルガム１
９は細管１８ｂ内に収容されているから、発光管８内の
浮遊水銀に細管１８ｂの開口端に向って流れる。

そしてこの浮遊水銀が集合してくる細管１１１ｂの開口
端近傍に、上記水銀ゲッタ２ノが位置しており、かつ消
灯時のインジウム−水銀の蒸気圧は、アマルガム１９の
蒸気圧より低いので、上記浮遊水銀の多くはこの水銀ゲ
ッタ２１のインジウムに吸着される。

したがって、けい光ラング５を再始動させると、水銀を
吸着した水銀ゲッタ２１は、フィラメント１７からの輻
射熱はかりでなく、放電によるイオン衝撃を受けるので
、急激に温度上昇し７、充分な量の水銀を速やかに発光
も８内に放出する。この結果、光出力の立ち上が９が略
瞬時に行なわれ、立ち上がり特性を大幅に改善すること
ができる。

次に、上述の如く管内水銀蒸気圧をアマルガム１９によ
って制御するようにしたけい光ランプ５の製造手順につ
いて第４図ないし第６図を加えて説明する。

まず第４図に示したように曲成以前の発光管８、つまり
直管状をなしたガラスバルブのｌ１ＩＩ＋端開口部に、
夫々フィラメント１７や細管１８％の組み付けが完了し
たマウント１３のフレア部１４を封着する。なお、第４
図には、アマルガム１９が封入される一端開口部と縮径
ｈＢ　２　（７を有する細管１８ｂ、フィラメント１７
等を図示しである。

引き続いてバルブの曲げ工程に入り、この工程では、ま
ずガラスバルブの長手方向中間部の第１曲成予定部をバ
ーナ等により加熱軟化させ、この状態で略Ｕ字状に曲成
することにより第１曲成部１０を形成する。ついで、ガ
ラスパルプの両端部９，９と第１曲成部１０との間の第
２曲成予定部を同様に加熱軟化させ、この状態で上記Ｕ
字形を含む平面と略直交する方向に略Ｕ字状に曲成する
ことにより、１対の第２曲成部１１．１１を形成゛する
。このような２回の曲げにより概略鞍形状の発光管８が
形成される。

次に発光管８の両端から導出された細管１８ａ。

１８ｂのうち、アマルガムの封入されない一方の細管１
８＆を予めシールより好ましくは溶断封止（チッピング
）しておき、他方の細管１８ｂを排気装置に接続するこ
とにより、発光管８内の排気を行う。そしてこの排気時
には、発光管８を全体的に加熱して、発光管８．マウン
ト１３およびフィラメント１７等に含まれる不純物の排
出を行う。なお、この発光管８内の排気を行うに当って
は、片側排気はかりでなく、両方の細％ｊ８ｈ、１８ｂ
を利用した両側排気としても良い。

このようにして発光管８内の排気が完了したならば、こ
の排気装置および排気側の細管１８ｂを通じて発光管８
内に所定量の不活性ガスを封入するとともに、第５図に
示したように上記排気装置を利用して略球状のアマルガ
ム１９を封入する。この時、アマルガム１９は細管１８
ｂの縮径部２０にひっかかり、発光管８内へ落下するこ
とはない。

次に第６図に示したように、上記排気装置に組み込まれ
たバーナ２３，２３を用いて、細管１８の途中を溶融軟
化状態にまで加熱せしめ、溶融したガラスが局部的に集
合された溶融軟化部２４を形成する。引き続いて例えば
細管１８を軸方向に引張ることにより、上記細管ノ８を
溶融軟化部２４の部分で気密に溶断封止し、封止部２５
を形成する。そして封止後、上記溶融軟化部２４又は封
止部２５がまだ冷えないで高温状態にあるうちに発光管
８を上下反転させてアマルガム１９を上記溶融軟化部２
４又は封止部２５に固着させる。すなわちこの細管１８
内の封止部２５側に移動不能に位置決め固定する。

なお、上記アマルガム１９０代りにアマルガム形成金属
を用いる場合には、このアマルガム形成金属をアマルガ
ム１９０時と同様にして細管１８ｂ内の封止部２５に溶
着した後、反対側の細管１８ｍを通じて発光管８内に所
定量の水銀の封入を行う。

このような製造方法によれは、アマルガム１９は細管１
８を封止切った後に、その溶融されたガラス中に一体的
に溶着されるので、この細管１８の封止と同時にアマル
ガム１９を細管１８内の定位置に移動不能に固定するこ
とができ、アマルガム１９の固定作業を簡単かつ確実に
行なえる。

しかも、上記実施例の場合、アマルガム１９そのものを
細管１８ｂ内に封入したので、この７−ｒルｌ！ム１９
は高温状態にあるガラスとの接触によって昇温され、水
銀を発光管８内に放出することになり、また本実施例の
場合は細管１８の開口近傍に水銀ゲッタ２１が位置され
ているから、管内に放出された水銀は既に述べたように
温度の低下に伴って水銀ダック２１に吸着される。した
がって、初回点灯時においても水銀ゲッタ２１には既に
水銀が吸着された状態にあり、よって初回点灯時での光
出力の立ち上が９が早くなり、立ち上がジ特性を改善で
きる利点がある。

なお、上述した実施例では電極近傍の高温部に水銀ゲッ
タを設置したが、場合によってはこの水銀ダックを省略
しても良い。

また本発明に係る低圧水銀蒸気放電灯は、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、例えば高出
力の直管形あるいは曲管形けい光ラングのように外方に
露出させて点灯するものや、点滅回数の多い複写器用光
源としても同様に適用可能である。

〔発明の効果〕

以上詳述した本発明方法によれば、アマルガムもしくは
アマルガム形成金属を、細管の封止と同時にこの細管内
の定位置に移動不能に固足することができ、したがって
アマルガムもしくはアマルガム形成金属の固定作業を簡
単かつ確実に行なえる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は照明装置の断
面図、第２図はけい光ランプを一部断面した斜視図、第
３図は管端部の断面図、第４図ないし第６図は製造工程
を順を追って示す断面図である。 ８・・・発光管、１８・・・細管、１９・・・アマルガ
ム、２４・・・溶融軟化部。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第６０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ガラス製の発光管内の水銀蒸気圧を、この発光管端部の
   細管内に設置したアマルガムで制御するようにした低圧
   水銀蒸気放電灯を製造する方法において、上記細管内に
   、アマルガムもしくは管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を挿入する
   工程と、この後上記細管を溶融軟化状態にまで加熱せし
   めてこの溶融軟化部を溶断封止する工程と、この溶断封
   止後の高温状態にある封止部に上記アマルガムもしくは
   アマルガム形成金属を一体的に溶着させる工程とからな
   ることを特徴とする低圧水銀蒸気放電灯の製造方法。