(57)【要約】【課題】改善された排気管を含むアマルガムアセンブリを提供し、ランプの動作中、ガスのアウトフローおよびランプ駆動中の水銀蒸着のフローを可能にする。【解決手段】自由端部の封止されたガラスの排気管と、排気管内に配置されるガラス球と、排気管内のガラス球と管の封止端部とのあいだに配置される水銀アマルガム体と、管狭窄部とを有しており、管狭窄部は、相互に分離されており内側へ向かって突出する複数の突出部を有し、ガラス球が管の中心軸線上に保持されるようにするために構成されており、ガラス球が管内の突出部に共心的に係止され、突出部間の空隙によりガスがガラス球と管の内側表面とのあいだを通過することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
　自由端部の封止されたガラスの排気管と、該排気管内に配置されるガラス球と、該排気管内のガラス球と管の封止端部とのあいだに配置される水銀アマルガム体と、管狭窄部とを有しており、
　該管狭窄部は、相互に分離されており内側へ向かって突出する複数の突出部を有し、ガラス球が管の中心軸線上に保持されるようにするために構成されており、
　ガラス球が管内の突出部に共心的に係止され、突出部間の空隙によりガスがガラス球と管の内側表面とのあいだを通過することができる
ことを特徴とする蛍光灯用のアマルガムアセンブリ。
【請求項２】
　ガラス球が球状に成形されており、該ガラス球は内側へ向かって突出する各突出部によって定義される仮定円の内径よりも大きく管の内径よりも小さい径を有する、請求項１記載のアマルガムアセンブリ。
【請求項３】
　それぞれ向かい合う複数の突出部を含む、請求項２記載のアマルガムアセンブリ。
【請求項４】
　それぞれ３つの突出部を含む、請求項２記載のアマルガムアセンブリ。
【請求項５】
　それぞれ２セットずつの向かい合う突出部を含む、請求項３記載のアマルガムアセンブリ。
【請求項６】
　アマルガム体は（ｉ）鉛およびビスマスおよび錫、（ｉｉ）ビスマスおよびインジウム、（ｉｉｉ）ビスマスおよび錫、（ｉｖ）亜鉛およびインジウムおよび錫、（ｖ）インジウム合金、（ｖｉ）鉛合金、（ｖｉｉ）亜鉛合金から成る合金材料のグループから選択された合金組成を有する、請求項１記載のアマルガムアセンブリ。
【請求項７】
　アマルガム体は固体状態で球状に成形される、請求項６記載のアマルガムアセンブリ。
【請求項８】
　透光性の外管と、励起コイルと、排気管と、該排気管内に配置されるガラス球と、該排気管のガラス球と管の封止端部とのあいだに配置される水銀アマルガム体と、管狭窄部とを有しており、
　前記外管は、無線周波数磁場に曝されるとアーク放電を生じて紫外放射を放出するイオン化充填ガスと、紫外放射によって励起されて可視放射を放出する内部リンコーティングとを有しており、さらに内部に形成された空洞凹部を有しており、
　前記励起コイルは前記空洞凹部内に収容されており、無線周波数電源によって励起されたとき無線周波数磁場を形成し、
　前記排気管は前記空洞凹部を通して前記外管内へ蛍光灯の排気のために延在しており、前記排気管は蛍光灯のベース部近傍に封止端部を備えており、
　該管狭窄部は複数の突出部を有しており、該突出部はガラス球が管の中心軸線上に保持されるように相互に分離されかつ内側へ向かって突出した突出部を備えており、
　ガラス球が管内の突出部に共心的に係止され、突出部間の空隙によりガスがガラス球と管の内側表面とのあいだを通過することができる
ことを特徴とする無電極蛍光灯。
【請求項９】
　それぞれ向かい合う複数の突出部を含む、請求項８記載の無電極蛍光灯。
【請求項１０】
　それぞれ３つの突出部を含む、請求項８記載の無電極蛍光灯。
【請求項１１】
　それぞれ２セットずつの向かい合う突出部を含む、請求項９記載の無電極蛍光灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は蛍光灯用のアマルガムアセンブリと無電極蛍光灯とに関する。
【背景技術】
【０００２】
　蛍光灯の光出力はランプの外管内の水銀蒸気圧（蒸気濃度）に依存して定まる。水銀蒸気圧はランプ外管の最も温度の低い個所（いわゆるコールドスポット）で濃縮された過飽和の液体水銀の温度によって制御される。蛍光灯は典型的には少なくとも１つの管状体を有しており、これはランプ外管の内部へ通じる開口部を有している。またこの管状体はランプが組み立てられるあいだ、排気管として用いられる。製造終了間際に排気管は気密にティップオフされ、ティップオフされた端部が典型的にはランプのコールドスポットとなる。
【０００３】
　アマルガムアセンブリは通常排気管のコールドスポットに配置される。このようなアマルガムアセンブリでは所定の温度で純粋な水銀に比べて水銀蒸気圧が低くなり、このため温度が高くなるにつれて最適な光出力が得られる。この種のアマルガムアセンブリは温度曲線に対する光出力に広いピーク領域を有しており、ほぼ最適な光出力は拡張された周囲温度の領域よりも上方で得られる。
【０００４】
　ランプが最適な周囲温度よりも低い温度または高い温度で作動される場合、光出力はピーク値に対して３０％以上低下する。これはランプが包囲固定状態または準包囲固定状態で作動される場合に起こりがちな現象である。光出力の低下に加えて、光の色も放電中の水銀蒸気による青のスペクトル放出が変化するために変化してしまう。
【０００５】
　変化する温度条件のもとで水銀蒸気圧を制御する際の問題は、気相で水銀を吸収することのできる種々の合金を使用することにより、少なくとも一部は解決されている。低温で溶融する金属の合金が過剰な水銀をアマルガム化するためにしばしば蛍光灯内に配置される。これによりランプ内の水銀蒸気圧が制御される。アマルガムを形成するのに特に有利であると知られている合金は鉛‐ビスマス‐錫合金、ビスマス‐インジウム合金、ビスマス‐錫合金、亜鉛‐インジウム‐錫合金などを含んでいる。他の有利なアマルガム材料は純インジウム、純鉛および純亜鉛から形成される。
【０００６】
　ランプでは典型的には水銀アマルガムのほうが過剰である。つまりアマルガムはランプが安定動作条件に達したときに気化水銀に供給しなければならない量よりも多い。ランプの経年に鑑みて、過剰なアマルガムをランプの寿命中に化学的な水銀化合物に変換しなければならない。
【０００７】
　アマルガム動作する蛍光灯がターンオフされると、アマルガムは冷却され、ランプ内の水銀蒸気は徐々にアマルガムに吸収される。ここでランプが再びターンオンされると、アマルガムが充分な水銀蒸気を放出して充分なランプ動作が得られる点へウォームアップされるまで、ルーメン出力は大幅に低下する。
【０００８】
　ランプ、特に無電極蛍光灯のなかには、アマルガムがランプ外管内のアーク環境へ移動して光出力の低下およびランプのルーメン対温度パフォーマンスの低下を引き起こすのを防ぐことに重点が置かれているタイプのものもある。これは水銀蒸気圧およびランプ電圧の急激な増大を起こし、ガラス外管の黒化をもたらす。ランプ電圧が安定器の最大の維持電圧を超えると、ランプは消弧する。したがって管内の液体アマルガムを保持し、しかも水銀蒸気が管状体からランプ外管へ流れるようにする手段が必要となる。
【０００９】
　典型的には、排気管はランプの製造中に内部へ向かってピンチされる。次に少なくとも１つのガラス球が管の開放端部を介して管状体に配置され、管状体の狭窄部に係止される。次にアマルガム体が管状体内に挿入され、最上方のガラス球に係止される。製造プロセスの終了間際にランプ外管から排気管を介して排気が行われる。ランプ外管の排気は管狭窄部にガラス球が配置されていることから、ときに応じて阻止されたり妨げられたりする。時間が経つとガラス球は管狭窄部に対して充分にガスがランプから排気されるようになる。続いて前述の開放端部が封止され、新たに封止された端部と狭窄部に配置された１つまたは複数のガラス球とのあいだでアマルガムが用いられる。
【００１０】
　ガラス球は排出されていくガスの圧力によりランプ外管および管状体からガスを排出する。管状体およびガラス球装置が管状体を介して排気することができ、しかも１つまたは複数のガラス球が維持されることが望ましい。
【００１１】
　ガラス球は固体のアマルガムを管狭窄部から離して維持するために用いられる。ランプの動作中アマルガムが液化すると、水銀蒸気は通過するものの、アマルガムが前述のランプ外管のアーク環境のほうへ流出することは阻止される。したがってガラス球の維持手段、すなわち、管狭窄部がガラス球の周囲で水銀蒸気を通過させ、これをアマルガムへ供給したりアマルガムから供給したりできるようにする手段が必要となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
　したがって本発明の課題は、改善された排気管を含むアマルガムアセンブリを提供し、ランプの動作中、ガスのアウトフローおよびランプ駆動中の水銀蒸着のフローを可能にすることである。
【００１３】
　また本発明の課題は改善された排気管を備えた蛍光灯を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
　課題は、自由端部の封止されたガラスの排気管と、排気管内に配置されるガラス球と、排気管内のガラス球と管の封止端部とのあいだに配置される水銀アマルガム体と、管狭窄部とを有しており、管狭窄部は、相互に分離されており内側へ向かって突出する複数の突出部を有し、ガラス球が管の中心軸線上に保持されるようにするために構成されており、ガラス球が管内の突出部に共心的に係止され、突出部間の空隙によりガスがガラス球と管の内側表面とのあいだを通過することができるアマルガムアセンブリを構成することにより解決される。
【００１５】
　課題はまた、透光性の外管と、励起コイルと、排気管と、排気管内に配置されるガラス球と、排気管のガラス球と管の封止端部とのあいだに配置される水銀アマルガム体と、管狭窄部とを有しており、外管は、無線周波数磁場に曝されるとアーク放電を生じて紫外放射を放出するイオン化充填ガスと、紫外放射によって励起されて可視放射を放出する内部リンコーティングとを有しており、さらに内部に形成された空洞凹部を有しており、励起コイルは空洞凹部内に収容されており、無線周波数電源によって励起されたとき無線周波数磁場を形成し、排気管は前記空洞凹部を通して前記外管内へ蛍光灯の排気のために延在しており、前記排気管は蛍光灯のベース部近傍に封止端部を備えており、管狭窄部は複数の突出部を有しており、この突出部はガラス球が管の中心軸線上に保持されるように相互に分離されかつ内側へ向かって突出した突出部を備えており、ガラス球が管内の突出部に共心的に係止され、突出部間の空隙によりガスがガラス球と管の内側表面とのあいだを通過することができる無電極蛍光灯を構成することにより解決される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
　本発明の上述の特徴、他の有利な特徴およびこれらを種々に組み合わせた構成は添付図の実施例および特許請求の範囲の態様として示されている。本発明を実現した図の装置は単に例示のためのものにすぎず、本発明を限定するものではないことを理解されたい。本発明の原理および特徴は本発明の範囲内で多様に応用することができる。
【実施例】
【００１７】
　本発明の新規な特徴および利点を以下に図示の実施例に則して詳細に説明する。
【００１８】
　図１には周知のコンパクトな蛍光灯１０が示されている。この蛍光灯には透光性の外管１２が設けられており、そこにアーク放電を維持するためのイオン化ガスが充填されている。製造時に蛍光灯１０には排気管２０を介して周知の手段で充填ガスが充填される。適切な充填ガスは例えば希ガス（例えばクリプトンおよび／またはアルゴン）と水銀蒸気との混合成分を有する。励起コイル１４が取り外し可能に内部に配置されており、外管１２には空洞凹部１６が設けられている。図示を解りやすくするために、コイル１４は排気管２０の周囲に巻回されていることを概略的に示したのみである。ただしコイル１４を排気管２０から離して図示されていない絶縁材料のコアに巻回してもよいし、また図示しないフリースタンディング状態で所望のように配置してもよい。外管１２の内面には周知の手段で適切なリン１８がコーティングされている。外管１２はベースアセンブリ１７のうち（図示しない）無線周波数電源を有するほうの端部で標準のランプベース１９（例えばエジソン型のランプベース）に装着される。
【００１９】
　水銀アマルガム体３２は所定の蛍光灯のアマルガムアセンブリに対して最適化された位置に置かれ、保持される。各アマルガムアセンブリは適切な水銀蒸気圧を生じる動作温度の最適範囲を有する。
【００２０】
　凹入部または狭窄部２２が排気管２０のティップオフ領域近傍に設けられている。このティップオフ領域は排気管の自由端部の封止領域である。またここは“ティップオフ”により蛍光灯を排気した後には排気管の閉鎖端部２４となる。
【００２１】
　排気管から蛍光灯の排気を行った後、適切に寸法設計され成形された位置決め部材４０がティップオフ領域の開口部を介して排気管２０内へ挿入される。位置決め部材は有利には少なくとも１つのガラス球を有している。狭窄部２２および適切に寸法設計され成形された位置決め部材４０の圧力のために、この部材は空洞凹部１６から離れたディンプル部の一方側に維持される。次にアマルガムアセンブリ３２がティップオフ領域の開口部を介して排気管２０内へ挿入される。狭窄部２２および位置決め部材４０の組み合わせによってアマルガムアセンブリ３２は所定の位置に配置される。さらに上述のように、排気管２０はアマルガムアセンブリ３２上の所定の位置でティップオフされ、管の閉鎖端部２４が生じる。
【００２２】
　動作中、無線周波数電源からの励起により電流がコイル１４を流れる。こうして無線周波数磁場が外管１２内に形成され、これにより内部に充填されたガスがイオン化して励起され、トロイダル放電部２３が生じて紫外放射が放出される。リン１８がこの紫外放射を吸収して可視光を放出する。
【００２３】
　図２には、本発明に関連して、１つまたは複数のガラス球４０ａ、４０ｂを含むアマルガムアセンブリが示されている。ガラス球はガラス管内に配置され、管の狭窄部２２によって維持される。
【００２４】
　図３には、複数の突出部２６を含む管の狭窄部２２が示されている。これは管の内部へ向かって放射状に延在している。各突出部２６はそれぞれ分離されており、あいだに空隙２８を形成している。
【００２５】
　最下方のガラス球４０ｂは管内で突出部２６上に共心的に係止されるように適合化されている。各突出部間の空隙２８、またガラス球４０ｂの外面と管の内面３０とのあいだをガスが流れることができる。
【００２６】
　各突出部２６はそれぞれ放射状に延在する距離が等しく、ガラス球４０ｂを管の中心軸線上に（つまり共心的に）係止するように適合化されている。
【００２７】
　ガラス球４０ｂは球面形状をなしている。またこのガラス球は、突出部によって定義される仮定円の内径よりも大きくかつ管の内面３０の内径よりも小さい径を有している。
【００２８】
　狭窄部２２は１セット以上の向かい合う突出部２６を有している。図３ではこれは２セットであるが、各点の組み合わせによってガラス球４０ｂを管状部に対して共心的に保持でき、しかも各点間の空隙２８およびガラス球の外面と管の内面とのあいだの空隙を残すことができるかぎり、３つまたはそれ以上であってもよい。
【００２９】
　このようにして設けられるアマルガムアセンブリは位置決め部材であるガラス球を排気管内の所定の位置に維持し、蛍光灯ボディについてランプ製造の終了間際に排気を行えるようにする。またランプの動作中水銀蒸気のフローも可能となる。
【００３０】
　本発明はさらに図１に示されているような蛍光灯に図２、図３に示されているアマルガムアセンブリを組み込んだ無電極蛍光灯を提供することに関する。
【００３１】
　本発明の特徴を説明するために用いた個別部材、材料およびその配置は例示にすぎず、当該の技術分野の専門家であれば本発明の範囲内で種々に修正を加えられることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来技術の無電極蛍光灯の断面部分図である。
【００３３】
【図２】図１の蛍光灯のための本発明のアマルガムアセンブリの断面部分図である。
【００３４】
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
　１０　蛍光灯
　１２　外管
　１４　励起コイル
　１６　空洞凹部
　１７　ベースアセンブリ
　１８　リン
　１９　ランプベース
　２０　排気管
　２２　狭窄部
　２４　封止端部
　２６、３４　突出部
　２８　空隙
　３０　内側表面
　３２　アマルガム体
　３６　仮定円
　４０ａ、４０ｂ　ガラス球
【図１】
2004119377.tif 000003
【図２】
2004119377.tif 000004
【図３】
2004119377.tif 000005