JPS6074337A - けい光ランプ装置 - 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〕 本発明は一般の白熱電球と置換えて使用する電球形のけ
い光ランプ装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題９点〕 この種のけい光ランプ装置として、一端に］］金を備え
たボール電球形の透光性外囲器内に、鞍形状に曲成され
た発光管およびこの発光管を始動点灯させるための点灯
管や安定器を一体的に収容した構造のものが知られてい
る。

この装置の具体例について第１図および第２図全参照し
て説明すると、図中１は合成樹脂製のカバーであり、周
面が回転放物面状全なした略椀形に形成されている。カ
バー１の一〇：？：　］、ｒｌ　４ζ（（には白熱電球
用のＥ２６型の如き口金２が取Ａ°１〔されているとと
もに、カバー１の他端ｔａｉｌ　０部には略球状のグロ
ーブ３が破封されている。グローブ３はガラス又は透光
性合成樹脂材料によって”構成され、これらカバー１と
グローブ３とによって外観がゾール形の白熱電球に近似
された外囲器４が構Ｊ戊されている。外囲器４内には曲
管形の発光管５と始動素子としての点灯管６および放′
１ｄ安定素子としてのチョークコイル形安定器７が一体
に収容されている。上記発光管５は直管形バルブをその
両端部８，８間の中央で略Ｕ字状に曲成せしめて第１曲
成部９を形成するとともに、この第１曲成部９と両端部
８，８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字状に曲成せしめて１対の第２曲成部１θ、１０
ｆ形成し、これら２回の曲げにより両端部８と第１曲成
部９とを互に隣接して同方向に位置させたものであり、
その全体形状が乗馬用の鞍に似ていることから鞍形発光
管と称している。そして発光管５の両端部８，８に封着
されたステム１５　、７．５には、リード線１６゜１６
ｆ介してコイルフィラメントからなる電極１１．１１が
封着されており、この発光管５の内面には螢光体被膜１
２が被着されているとともに、発光管５内には所定量の
水銀と不活性ガスが封入されている。この発光管５は両
端部８゜８および第１曲成部９ｆ：口金２側に向けた姿
勢で外囲器４内に収容され、上記点灯管６および安定器
７を介して上記口金２に接続されている。

なお、カバー１およびグローブ３のｕ１部には、外囲器
４内外を連通させる通気孔１３・・・、１４・が開設さ
れている。

ところで、このような＋ｊグ成のけい光ランノ装館では
、発光管５の周囲がゴール形１↓Ｌ球と同程度の大きさ
の外囲器４によって魚われているため、発光管５の周囲
温度が一般のけい光ランフ。

に比べて高くなる傾向にあり、このため外囲器４を密閉
状態として発光管５を点灯させると、発光管５の周囲温
度は６０℃を越えてしまう。

一般に、けい光ランプでは管壁温度が４０℃前後の時に
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
うに設定されており、この１１．’１の周囲温度は約２
０〜２５℃であるふら、上Ｊｌトの如く周囲温度が６０
℃に達してしまう吉紫夕［線の変換効率が著しく減少し
、発光強度の低下を招く。また同時に安定器７の熱損失
も大きくなり、この結果安定器７を含めた総合効率も減
少してしまい、白熱電球との置換え使用を目的とするも
のには好ましくないものとなる。

このように発光管５を周囲温度が６０°に達するような
条件下で点灯させる場合、従来では発光管５内に水銀よ
りも蒸気圧の低いアマルガムを封入したり、あるいは余
分な水銀と結合してアマルガムを形成するインジウム等
の金属体を封入し、管内水銀蒸気圧を適正な範囲内に制
御する方法が採られている。このアマルガムや金属体は
、発光１１５の中でも水銀が凝縮し易い低温部分、つま
り最冷部に設けるのが好ましいとされ、通常は電極１１
．１１間の放電空間を避けてステムやその近傍に設置す
る楊舒が多い。

ところが、アマルガムはその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管内水く限蒸気圧を制御
している関係から、始動時のように電極からの熱影響が
少く、かつまた周囲温度も低い場合には、アマルガムの
温度がその作用に最も望ましい温度に達しないため、水
銀を発光管５内に放出する速度が緩慢となってしまう。

このため、光出力の立上がりが悪く定常状態に安定する
までに時間金製する不具合が生じる。

この改善策きして、従来安定時での管内水銀蒸気圧を制
御するアマルガムもしくはアマルガム形成用の金属体と
は別に、点灯初期の過渡時での水銀蒸気圧のみを制御す
る補助アマルガムを電極１１．１１近傍の高温部に設置
する方法が知られている。この補助アマルガムは始！１
１１１時の予熱電流により加熱された電極および局部放
電による熱を受けて急激に温度が」二昇するので、発光
管５内に水銀を充分に放出し、この結果光出力は急激な
立上りを示し、短時間で最大となる。そして発光管５内
の温度が上昇し、両アマルガムによって制御される水銀
蒸気圧が平衡した時点で定常の安定状態に移行する。し
かして、このように二種類のアマルガムによって管内水
銀蒸気圧を制御する場合、上述の如く水銀蒸気圧が安定
状態に達した時点で、補助アマルガムの水銀が全て蒸発
せずに残留していると、発光管５内には過剰の水銀が放
出されて逆に水銀蒸気圧が最適値を上回ってしまうので
、この補助アマルガムの光出力ピーク温度はアマルガム
の作用に悪影響企及ぼすことのないように設定しなくて
はならない。したがって、アマルガムと補助アマルガム
の設置部の温度差はなるべく大きくする必要がある。

このようなアマルガムの温度条件は、一般の直管形ある
いは円環形けい光ランプのように、点灯方向が略一方向
に規定されているものでは何らの問題も生じないが、上
述の如き本発明に係るけい光ランプ装置は、既存の白熱
電球との置換え使用という特殊性力＼ら点灯方向が一様
でなく、このため点灯方向によっては両アマルガムの設
置部の温度差が小さくなりてしまう。す・なわち、この
柚けい光ランプ装置は口金を上向き又は下向きにして点
灯する使い方が一般的であり、例えば口金２を上向きに
して点灯させた場合１発光管５の温度はその口金２側と
反対側であるグローブ３の頂部側とでは、熱対流の関係
から力為なりの差異が生じる。本発明者らの行った実験
によれば、口金２を上向きとして点灯させた場合、発光
管５の口金２側の温度は約１００℃となるのに対してグ
ローブ３の頂部側の温度は約７０℃となり、約３０℃の
温度差があることが確認された。したがって、点灯方向
によっては安定状態に移行した時点での補助アマルガム
の悪影響が大きくなり、点灯初期の光出力のピーク値に
対して安定時での光出力か大幅に低下する不具合が生じ
る。

〔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、
アマルガムの効果を点灯方向に規制されることなく充分
に発揮させることができ、始動ならびに光出力の安定が
早く、シかも発光効率金高効率に維持することができる
けい光ランプ装置の提供を目的とする。

〔発明の概要〕

すなわち、本発明は上記目的を達成するため、上記発光
管内に、点灯安定時の管内水銀蒸気圧を制御する主アマ
ルガムもしくは発光管内の水銀と結合して上記アマルガ
ムを形成する主金属体全自由に移動可能に封入し、この
主アマルガムもしくは主金属体を常に発光管の最下部に
位置させるとともに、上記電極近傍の高温部分には点灯
初期の不安定時の管内水銀蒸気圧を制御する補助アマル
ガムもしくはアマルガム形成用の補助金属体を設置値し
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を、前記第１図および第２図に第
３図および第４図を加えて説明する。

けい光ランプ装置全体の構成は、前述した〔発明の技術
的背景とその問題点〕の項で記載した通りであるので、
その詳細な説明は省略するが、本発明に係るけい光ラン
プ装置の発光管５内には、発光管５内の゛水銀と結合す
ることによりアマルガムを形成する主アマルガム形成金
属体２ノが封入されている。主アマルガム形成金属体２
１としては、インジウム（Ｉｎ）　、ビスマス（Ｂｉ）
、スズ（Ｓｎ）　、鉛（ｐｂ）　、水銀（Ｈｇ）および
これらを適当忙混合させた合金を好適とし、このような
金属体２ノは好ましい例とじで略球形のペレット状に形
成されている。そして金属体２１は発光管５内に水銀お
よび不活性ガスが月入された直後、換言すれば排気管（
図示せず）が封止切りされる直前にこの排気管を通じて
発光管５内に投入される。この金属体２１は前記した従
来の如く発光管５の管壁やステムに固層されるものとは
異り、発光管５内において自由に移動可能に収容されて
おり、したがって装置１ν１゛。

の点灯方向に応じて、すなわち、第２図に小したように
口金２を上向きにして垂直点灯させｌζ状態では、発光
管５の第２曲成部１０９１０が最下部に位置するので、
金属体２．１は重力によって発光管５内を移動してこの
第２曲成部１θ。

１０内に位置し、逆に第３図に示したように口金２を下
向きにして垂直点灯させた状態では、発光管５の両端部
８，８および第１曲成部９が最下部に位置するので、金
属体２１は上記と同様の理由によシ両端部８，８もしく
は第１曲成部９のいずれかに位置するようになっている
。

そして口金２を上向きとした場合、発光管５および安定
器７から発せられる熱は熱対流の関係から口金２側に向
うので、発光管５中最下部の第２曲成部１０，１０に最
冷部が形成され、また口金２を下向きとした場合には、
上記安定器７の熱はグローブ３頂部側に向うので、今度
は反対側の両端部８，８および第１曲成部９に最冷部が
形成されることになり、よって発光管５中の金属体２１
の位置は点灯方向がいずれの場合でも常に最冷部の形成
個所と一致する。

また上記一方の電極１１の近傍、例えばそのステム１５
には、点灯初期の不安定時において発光管５内の水銀と
結合してアマルガムを形成する補助アマルガム形成金属
体２２が取付けられている。この補助アマルガム形成金
属体２２は、例えば基板上に上記主アマルガム形成金属
体２１と同種の金属を被着したもので、ステム１５の周
面に巻き付けることにより固定されている。

しかして、口金２をソケットに差し込み、ｔｂ；原電圧
を印加して発光管５を始動させると、予熱電流によって
電極１１．１１が加熱され、発光管５内の水銀によって
電極１１．１１の両端間に局部放電が発生する。この場
合、一方の電極１１のステム１５には補助アマルガム形
成用の補助金属体２２を取付けであるので、この補助金
属体２２は水銀と結合してアマルガムを形成するととも
に、電極１１や局部放電による熱を受けて急激に温度上
昇し、発光管５内に水銀を充分に放出する。したがうて
、放電が起き易くなり、始動および光出力の立上がりが
良好となる。

一方、光出力がピーク値に達し、光出力が安定状態に移
行した時点では、上記アマルガムの水銀は全て蒸発し、
これ以降の管内水銀蒸気圧は主金属体２１によって形成
される主アマルガム、つまり主金属体２１の温度で定ま
る蒸気圧によって制御される。この場合、主アマルガム
形成用の金属体２ノは、発光管５内に自由に移動可能に
収容されているから、口金２を上向き又は下向きにした
いずれの点灯姿勢であっても常に発光管５の最下部に位
置されることになり、この最下部は常に最冷部が形成さ
れる個所であるから、その点灯方向に基く温度差は少く
て済む０ したがって、口金２を上向き又は下向きにして点灯させ
たいずれの場合も、電極１１近傍の補助金属体２２と、
最冷部に位置する金属体２１との間の温度差を大きくと
ることができ、このため光出力が安定状態に移行した時
点で補助アマルガムの水銀が全て蒸発するようにそのピ
ーク温度を設定すれば、安定時での発光管５内の水銀蒸
気圧は主金属体２ノの温度で定まる蒸気圧に制御される
。

よって、補助アマルガムが安定時の管内水銀蒸気圧に悪
影響を及ばずことはなく、この安定時の光出力値を不安
定時のピーク値と同レベルに維持することができ、けい
光ランｆ５の発光効率を良好に保てる利点がある。

なお１上述した実施例では補助金属体２２“をステム１
５ＶＣ巻き付は固定したが、例えば第５図および第６図
に示したように、一方のステム１５に突設したサポート
３ノにバイメタル等の熱応動素子３２の一端を固定し、
この熱応動素子３２の他端部を電極１ノに近接させると
ともに）この他端部に上記補助金属体２１ｆ：保持させ
ても良い。

この構成によれば、電極１１．１１間に主放電が開始す
ると、熱応動素子３２は放電の熱を受けて第６図中想像
線で示したように電極１１から離間する方向に彎曲変形
する。したがって、点灯中には補助金属体２１が電極１
ノから同１間するので、管内水銀蒸気圧への悪影響をよ
り句ｒ実に防止でき、発光効率を高める上で好都合とな
る。

またアマルガム形成用の金属体に代って、アマルガムそ
のものを発光管内に封入しても良くこの場合には発光管
内への水銀の封入は不要きなる。

さらに上述の実施例では、安定器も外囲器−に収容した
が、この安定器は外囲器外に別設して口金がねじ込まれ
るソケットよ）も電源側に設ｉｔ　しても良く、また発
光管の形状も鞍形に団らず、例えばＵ字形であっても良
い。

〔発明の効果〕

以上詳述した本発明によれば、発光管の始如時には管内
に水銀が充分に供給されるので、が短が起き易くなり、
始動および光出力の立ち」かりが良好となる。しかも、
点灯安定時での％内水銀蒸気圧を制御する主アマルガム
は、点刻方向に関係なく常に発光管の最冷部に位置され
ること力・ら、この主アマルガム七点灯初期の３内水銀
蒸気圧を制御する補助アマルガムとの糊度差を大きくと
ることができ、したがって補助アマルガムが安定時の管
内水銀蒸気圧に悪影咽を及ぼすことはなく、発光管の発
光効率を高ダ１．隼に維持することができる利点がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第２図は本発明の背景および−１実施例を
示すもので、第１図は断面図、第２（ン１は第１図中Ｈ
−■線に沿う断面図、第３図および第４図は本発明の一
実施例を示し、第３図は口金を下向きにした状態の断面
図、第４図は’ｉｔｔ極部分の断面図、第５図および第
６図は本発明の他の実施例を示し、第５図は電極部分の
正面１　図、第６図は同じくその側面図である。 ２・・・口金、４・・・外囲器、５・・・発光管、１）
・・電極、１２・・・螢光体被膜、２１・・・主金属体
、２２・・・補助金属体。 出願人代理人　弁理土鈴　江　武　彦 第１図　− ｍ− 第２図 第３図 １４ 第４　図 第５図　第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）両端部に電極が封着され、かつ内面に螢光体が被
   着された曲管形の発光管を、口金を備えた透光性の外囲
   器内に収容したけい光ランプ装置において、上記発光管
   内に、点灯安定時の管内水銀蒸気圧を制御する主アマル
   ガムもしくは発光管内の水銀と結合して上記アマルガム
   を形成する主金属体を移動可能に封入し、この主アマル
   ガムもしくは主金属体を常に発光管の最下部に位置させ
   るとともに、上記電極近傍の高温部分には点灯初期の不
   安定時の管内水銀蒸気圧を制御する補助アマルガムもし
   くはアマルガム形成用の補助金属体を設置したことを特
   徴とするけい光ランプ装置。
2. （２）　上記補助アマルガムもしくは補助金属体は、上
   記電極全支持するステムに設けた熱応動素子に保持させ
   、昇温時には電極から離間する方向に移動させるように
   したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
   けい光ランプ装置。