(57)【要約】水銀及び希ガスを備える放電空間（１３）を気密に囲繞する光透過性の放電管（１０）を含む低圧水銀蒸気放電ランプ。放電管は放電空間内の放電を維持するための放電手段を有する。放電管はアマルガム（２）を有する容器（３）を備える。容器はアマルガムからの水銀蒸気の制御された放出のための放出手段（４）を備える。放出手段は、ランプ動作中に開放されており、且つ、ランプ動作中において前記アマルガムの温度が所定温度よりも高くなるときに実質的に閉鎖されている。
2006527910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水銀及び希ガスを備える放電空間を気密に囲繞する光透過性の放電管を有し、
該放電管は、前記放電空間内の放電を維持するための放電手段を有し、且つ、アマルガムを有する容器を有し、
該容器は、前記アマルガムからの水銀蒸気の制御された放出のための放出手段を有し、
該放出手段は、ランプ動作中に開放されており、且つ、ランプ動作中において前記アマルガムの温度が所定温度よりも高くなるときに実質的に閉鎖されている、
低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項２】
前記所定温度は、前記アマルガム上の水銀蒸気温度が比較的安定している温度範囲の温度に対応している、ことを特徴とする請求項１に記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項３】
前記所定温度は、前記アマルガム上の前記水銀蒸気圧力が比較的安定している温度範囲の最低温度の７５〜１１０％に対応する、ことを特徴とする請求項２に記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項４】
前記放出手段は、形状記憶合金から成る可撓手段を有し、該形状記憶合金の変態温度は前記所定温度に実質的に対応するよう選択され、前記可撓手段は、前記形状記憶合金がその変態温度に達するときに実質的に閉鎖する、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項５】
水銀圧力ｐＨｇと前記放電管の内径Ｄｉｎとの積が、０．１３≦ｐＨｇ×Ｄｉｎ≦８Ｐａ．ｃｍの範囲にある、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項６】
水銀圧力ｐＨｇと前記放電管の内径Ｄｉｎとの積が、０．１３≦ｐＨｇ×Ｄｉｎ≦４Ｐａ．ｃｍの範囲にある、ことを特徴とする請求項５に記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項７】
前記放電管は、０．１ｍｇ未満の水銀を含有する、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の低圧水銀蒸気放電ランプ
【請求項８】
前記放出手段は、ランプ停止期間中開放されている、ことを特徴とする請求項１に記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項９】
第一の管及び第二の管をそれぞれ有する、少なくとも２つの二重形状ランプ部を有し、
前記第一の管及び前記第二の管は、各管の第一端部で、管相互接続手段を介して、相互接続されており、
第一電極と第二電極との間の前記管を通じて形成された放出経路をさらに有し、
各電極は、前記管の１つの第二端部に設けられ、該第二端部は前記第一端部から見て外方を向き、前記電極は当該蛍光ランプの両極端に設けられた、
請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の低圧水銀蒸気放電ランプを有するコンパクトな蛍光ランプであって、
封止端部を備えた前記管のさならる第二端部と、
前記管の前記第二端部の近傍に設けられた、隣接する前記二重形状ランプ部の前記管を相互に接続するための橋架部とをさらに有し、
前記さらなる第二端部の少なくとも１つは、前記アマルガムを有する前記容器を有する、
蛍光ランプ。
【請求項１０】
加熱装置が前記さらなる第二端部に設けられている、ことを特徴とする請求項９に記載の蛍光ランプ。
【請求項１１】
前記管相互接続手段は、橋架部又は屈曲部のいずれかである、ことを特徴とする請求項９に記載の蛍光ランプ。
【請求項１２】
ランプハウジングが前記低圧水銀蒸気放電ランプの前記放電管に取り付けられ、前記ランプハウジングはランプ蓋を有する、ことを特徴とする請求項９に記載の蛍光ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は低圧水銀蒸気放電ランプに関する。
【０００２】
本発明はコンパクトな蛍光ランプにも関する。
【背景技術】
【０００３】
水銀蒸気放電ランプにおいて、水銀は紫外線（ＵＶ）光の（効率的な）発生のための主要成分を構成する。ＵＶを他の波長、例えば、日焼け目的（太陽パネルランプ）のためのＵＶ−Ｂ及びＵＶ−Ａ、或いは、一般的な照明目的のための可視的放射線に変換するために、発光材料を含む発光層が放電管の内壁上に存在し得る。従って、そのような放電ランプは蛍光ランプとも呼ばれる。代替的に、発生する紫外線光を殺菌ランプ（ＵＶ−Ｃ）を製造するために用い得る。低圧水銀蒸発放電ランプの放電管は通常円形であり、細長及びコンパクトの双方の実施態様を含む。一般的に、コンパクトな蛍光ランプの管状の放電管は、一群の比較的小さな直径を有する比較的短い直線部を含み、直線部は架橋部を用いて或いは屈曲部を介して互いに接続されている。コンパクトな蛍光ランプは（一体化された）ランプ蓋を備えるのが普通である。通常、放電空間内の放電を維持するための手段は、放電空間内に配置された電極である。代替的な実施態様において、低圧水銀蒸発放電ランプは、所謂無電極低圧水銀蒸発放電ランプを含む。
【０００４】
本発明の明細書及び請求項において、「公称動作」という表記は、光出力が最大であるときに、即ち、水銀蒸気圧力が最適である動作状態の下で、ランプの放射出力が水銀蒸気圧力の少なくとも８０％である動作状態を言及するために用いられる。加えて、明細書及び請求項において、「初期放射出力」は、放電ランプのスイッチオンの１秒後の放電ランプの放射出力として定義され、「準備時間」(run-up time)は、放電ランプが最適動作中にその８０％の放射出力に達するのに必要な時間として定義される。
【０００５】
アマルガムを含む低圧水銀蒸気放電ランプは既知である。そのような放電ランプは室温で比較的低い水銀蒸気圧力を有する。その結果、アマルガム含有放電ランプは、ランプを動作するために通例の電源が使用されるとき、初期放射出力も比較的低いという不利点を有する。加えて、水銀蒸気圧力はランプのスイッチオン後にゆっくり上昇するだけであるため、準備時間は比較的長い。アマルガム含有放電ランプは別として、（主）アマルガム及び所謂補助アマルガムの双方を含む低圧水銀蒸気放電ランプが既知である。もし補助アマルガムが十分な水銀を含有するならば、ランプは比較的短い準備時間を有する。ランプがスイッチオンされた直後、即ち、電極の事前加熱中、補助アマルガムは電極によって加熱されるので、それは含有する水銀の実質的部分を比較的急激に施す。この関係で、補助アマルガムが十分な水銀を取り上げるよう、スイッチオンされる以前に、ランプが十分に長時間アイドル状態であることが望ましい。もしランプが比較的短期間アイドル状態であるならば、準備時間の削減は小さいだけである。加えて、その場合には、初期放射出力は、主アマルガムのみを含むランプのそれよりも（より）一層低く、それは比較的低い水銀蒸気圧力が補助アマルガムによって放電空間で調節されるということが原因だと考えられる。比較的長いランプが直面する追加的な問題は、補助アマルガムによって遊離される水銀が放電管を通じて広がるのに比較的多くの時間を取るということであり、よって、そのようなランプをスイッチオンした後、それらは補助アマルガム近傍に比較的明るいゾーンを示し、且つ、補助アマルガムからより離間して比較的暗いゾーンを示するが、それらのゾーンは数分後に消滅する。
【０００６】
加えて、アマルガムを備えず遊離水銀のみを含有する低圧水銀蒸気放電ランプが既知である。水銀放電ランプとも呼ばれるこれらのランプは、室温での水銀蒸気圧力、よって、アマルガム含有放電ランプ並びに（主）アマルガム及び補助アマルガムを包含する放電ランプと比べて、初期放電出力が比較的大きいという利点を有する。加えて、準備時間は比較的短い。スイッチオン後、この種類の比較的長いランプも実質的に全長に亘って実質的に一定の輝度を示し、それはこれらのランプのスイッチオン時に（室温での）蒸気圧力が十分に高いということが原因だと考えられる。
【０００７】
米国特許第６，４５６，００４号は、低圧水銀蒸気放電ランプの性能を向上するための装置を開示している。ランプは容器内に収容されたアマルガムを囲繞する外被を含む。容器はランプ動作中の水銀蒸気平衡を維持し、ランプ停止期間中の水銀拡散を防止する。容器は、開放位置と閉鎖位置との間で選択的に調節可能な開口を備える。放電ランプが動作状態にあるとき、容器は開放位置にあり、アマルガムが水銀蒸気平衡を維持し得るようにする。放電ランプが停止されるとき、容器は閉鎖され、アマルガム内への水銀の拡散を防止する。
【０００８】
既知の低圧水銀蒸気放電ランプの欠点は、それらが通気の悪い照明器具で動作されるとき、或いは、放電ランプが高負荷に晒されるとき、水銀圧力が高くなり過ぎることである。飽和蒸気圧力が温度を伴って指数関数的に増大すると、比較的高い周囲温度が放射出力の低減を起こす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記不利点を全体的又は部分的に解消することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、この目的のために冒頭段落に述べられた種類の低圧水銀蒸気放電ランプは、
水銀及び希ガスを備える放電空間を気密に囲繞する光透過性の放電管を含み、
放電管は、放電空間内の放電を維持するための放電手段を有し、
放電管は、アマルガムを有する容器を備え、
容器は、アマルガムからの水銀蒸気の制御された放出のための放出手段を備え、
放出手段は、ランプ動作中に開放されており、
放出手段は、ランプ動作中において前記アマルガムの温度が所定温度よりも高くなるときに実質的に閉鎖されている。
【００１１】
本発明の記載及び請求項において、「実質的に閉鎖されている」という表記は、放出手段が完全に閉鎖されておらず、アマルガム容器と放電空間との間の比較的小さな通路が開放されたままの低圧水銀蒸気放電ランプにおける動作状態に言及するために用いられている。
【００１２】
蛍光ランプ内の水銀蒸気圧力平衡を維持することは、放電ランプ動作時の長時間中に最適ルーメン出力を維持するために必要である。本発明によれば、アマルガムの温度が所定温度より高くなるとき、放出手段は実質的に閉鎖されている。アマルガムの温度が所定温度より高くなるとき、アマルガムと放電空間との間の通信は遮断され、放電ランプ内の水銀圧力が（周囲）温度の増大を伴ってさらに上昇し得ないことを暗示する。その結果、本発明に従った低圧水銀蒸気放電ランプは、周囲温度が所定温度よりも高くなるとしても、比較的一定のルーメン出力で動作する。もし周囲温度が放出手段が閉鎖された後に上昇するならば、容器内のアマルガム上の蒸気圧力は増大し得るが、これは放電空間内の水銀圧力に如何なる影響も有さない。何故ならば、容器内のアマルガム上に形成される蒸気は放電空間に到達し得ないからである。本発明の手段によれば、低圧水銀蒸気放電ランプの公称動作は、比較的高い周囲ランプ温度でさえ達成される。通気の悪い照明器具内にあるとき或いはランプが高負荷に晒されているときでさえ、放射線出力の低減への最適な糸口、低圧水銀蒸気放電ランプが最適な放電出力を伴って達成される。
【００１３】
所定温度は、アマルガム上の水銀蒸気圧力が比較的安定している温度範囲の温度に対応するのが好ましい。本発明の本実施態様によれば、低圧水銀蒸気放電ランプの公称動作は高いランプ温度でさえ達成される。何故ならば、放電空間が、最適水銀蒸気温度に近い動作温度で水銀蒸気圧力をもたらすための（ちょうど）十分な水銀を含有するからである。放電ランプの耐用年数中に、水銀が例えば放電管の壁又は放出材料に結合するために、水銀が失われるとき、閉鎖手段は放電ランプの始動時により長時間開放されたままである。このようにして、低圧水銀蒸気放電ランプの燃焼状態は、全ての状況下で及び放電ランプの耐用年数中の各瞬間に比較的最適である。アマルガム上の水銀蒸気圧力が比較的安定している温度範囲は、所謂アマルガムプラトーの温度範囲に対応する。
【００１４】
本発明に従った低圧水銀蒸気放電ランプの好適実施態様は、所定温度が、アマルガム上の水銀蒸気圧力が比較的安定している温度範囲の最低温度の７５〜１１０％に対応する点で特徴付けられる。
【００１５】
放出手段はランプ停止期間中に開放されているのが好ましい。ランプがスイッチオフされると、温度低下は、水銀蒸気をアマルガムに進ませ且つアマルガム中に拡散させる。一般的に、放電ランプの動作中に温度が所定温度より下に降下するときに、放出手段は再び開放する。
【００１６】
本発明に従った低圧水銀蒸気放電ランプの好適実施態様は、放出手段が形状記憶合金から成る可撓手段を含み、形状記憶合金の変態温度が所定温度に実質的に対応するよう選択され、形状記憶合金がその変態温度に達するときに、可撓手段が実質的に閉鎖するという点で特徴付けられる。形状記憶合金の特徴は、変態温度が所定温度に対応するよう選択される。
【００１７】
本発明に従った低圧水銀蒸気放電ランプの好適実施態様は、水銀圧力ｐＨｇと放電管の内径Ｄｉｎとの積が０．１３≦ｐＨｇ×Ｄｉｎ≦８Ｐａ．ｃｍの範囲にあるという点で特徴付けられる。水銀圧力（パスカルで表現される）と内径（ミリメートルで表現される）との積が上述の範囲にある低圧水銀蒸気放電ランプの放電管は、比較的少量の水銀を含有する。水銀含有量は、既知の低圧水銀蒸気放電ランプにおいて通常提供されるものよりも大幅に少ない。本発明の本実施態様に従った低圧水銀蒸気放電ランプは、所謂「不飽和」水銀蒸気放電ランプとして動作する。
【００１８】
水銀圧力ｐＨｇと放電管の内径Ｄｉｎとの積は、０．１３≦ｐＨｇ×Ｄｉｎ≦４Ｐａ．ｃｍの範囲にあるのが好ましい。ｐＨｇ×Ｄｉｎの本好適レジームにおいて、放電ランプ内の水銀含有量はさらに削減される。本発明の本好適実施態様において、本発明に従った低圧水銀蒸気放電ランプは、不飽和水銀蒸気放電ランプとして動作する。
【００１９】
本発明に従った低圧水銀蒸気放電ランプの好適実施態様は、放電管が約０．１ｍｇ未満の水銀を含有する点で特徴付けられる。低圧水銀蒸気放電ランプ内に存在する水銀の最大量を規制しようとする政府規制があり、もし放電ランプが規制量未満を含むならば、それは使用者が環境規制なしにランプを廃棄することを可能にする。もし水銀放電ランプが０．２ｍｇ未満の水銀を含有するならば、そのような規制は概して満足される。放電管は約０．０５ｍｇ以下の水銀を含有するのが好ましい。
【００２０】
放電ランプの比較的長寿命を実現すると同時に不飽和水銀状態下で低圧水銀蒸気放電ランプを動作することは、容易なタスクではない。低圧水銀蒸気放電ランプにおいて水銀量を削減するための手段が取られることは既知であり、それは放電ランプの寿命中に最早放電管の放電空間内の反応環境に寄与し得ない。水銀とランプ内に存在する材料（例えば、がらす、塗膜、電極）との相互作用の故に放電管の内壁の部分が黒くされる点で、水銀は失われる。特に、黒色化は例えば暗い染み又は点の形態で不規則に起こるため、壁の黒色化はより低い光出力をもたらすのみならず、ランプに非審美的外観を与える。
【００２１】
本発明のこれらの及び他の特徴は以下に記載の実施態様を参照して明瞭に解明されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図面は純粋に概略的であり、実寸で描写されていない。注目すべきことに、明瞭性のために、ある寸法は強く誇張された形態で示されている。図面中の類似構成部材は可能な限り同一の参照番号で表示されている。
【００２３】
図１Ａは、長手軸２の回りに管状部１１を有するガラス放電管を含む低圧水銀蒸気放電ランプを示しており、この放電ランプは放電管１０内に発生する放射線を発し、第一端部１２ａ及び第二端部１２ｂをそれぞれ備える。この実施例において、管状部１１は１２０ｃｍの長さＬｄｖ及び２４ｍｍの内径Ｄｉｎを有する。放電管１０は、水銀及び例えばアルゴンを含む不活性ガス混合気の充填物を包含する放電空間１３を気密に囲繞する。放電空間１３に面する管状部１１の側面は、保護層１７を備える。蛍光放電ランプにおいて、放電空間１３に面する管状部の側面は、追加的に、励起された水銀のフォールバックから発生する紫外線（ＵＶ）光を（概ね）可視的な光に変換する発光材料（例えば、発光粉末）を含む発光層１６で被覆されている。
【００２４】
図１Ａの実施例において、放電空間１３内の放電を維持するための放電手段は、放電空間１３内に配置された電極２０ａ，２０ｂであり、この電極２０ａ，２０ｂは端部１２ａ，１２ｂによって支持されている。電極２０ａ，２０ｂは電子放出基体で被覆されたタングステンの巻線であり、この場合には、酸化バリウム、酸化カルシウム、及び、酸化ストロンチウムの混合である。電極２０ａ，２０ｂの電流供給導体３０ａ，３０ａ'；３０ｂ，３０ｂ'がそれぞれ端部１２ａ，１２ｂを通過し、放電管１０から外部に出ている。電流供給導体３０ａ，３０ａ’；３０ｂ、３０ｂ’は、ランプ蓋３２ａ，３２ｂに固着された接触ピン３１ａ，３１ａ’；３１ｂ，３１ｂ’に接続されている。一般的に、各電極２０ａ，２０ｂの回りには、電極リング（図１Ａには示されていない）が配置され、その上に、水銀を調合させるガラスカプセルが締結されている。
【００２５】
図１Ａに示される実施例において、電極２０ａ，２０ｂは電極シールド２２ａ，２２ｂによって取り囲まれ、電極シールドはセラミック材料から成るのが好ましい。電極シールド２２ａ，２２ｂは、酸化アルミニウムを含むセラミック材料から成るのが好ましい。最適の電極シールドは、ＤＧＡとも呼ばれる所謂密集焼結(densely sintered)Ａｌ２Ｏ３から製造される。
【００２６】
低圧水銀蒸気放電ランプの代替的な実施態様は、所謂無電極放電ランプを含み、そこでは、電気放電を維持するための放電手段が、放電管によって取り囲まれた放電空間の外側に位置する。一般的に、この手段は導電体の巻線を備えるコイルによって形成され、動作中に例えば約３ＭＨｚの周波数を有する高周波電圧がコイルに供給される。一般的に、このコイルは軟磁材料のコアを取り囲む。
【００２７】
本発明によれば、放電管１０はアマルガム２を具備する容器を備える（容器は図１Ａには図示されていない；詳細は図３Ａを参照）。容器は、アマルガム２からの水銀の制御された放出のための放出手段４を備える。ランプ動作中、放出手段４は通常開放されている。しかしながら、ランプ動作中にアマルガム２の温度が所定温度よりも高くなると、放出手段４は実質的に閉鎖される。図１Ａの実施例において、アマルガム２を含む放出手段４は、電流供給導体３０ａ’に取り付けられている。
【００２８】
図１Ｂは、図１Ａに示される詳細の部分斜視図であり、端部１２ａは電流供給導体３０ａ、３０ａ’を介して電極２０ａを支持している。アマルガム２からの水銀蒸気の制御された放出のための放出手段４は、電流供給導体３０ａ’に接続されている。ランプ動作中、解放手段４は開放されている。しかしながら、ランプ動作中にアマルガム２の温度が所定温度よりも高くなると、放出手段４は実質的に閉鎖される。図１Ｂの実施例において、アマルガム２を含む放出手段４は、電流供給導体１２ａ’に取り付けられている。代替的な実施態様において、アマルガムを含む放出手段は、端部１２ａの排出管１９又は電極シールド２２ａに接続される。
【００２９】
図２Ａは、低圧水銀蒸気放電ランプを含むコンパクトな蛍光ランプを示している。図２Ｂは、図２Ａに示されたコンパクトな蛍光ランプの放電管の断面図を示している。図２Ａ及び２Ｂ中の類似構成部材は可能な限り図１Ａ及び１Ｂにおけると同様の参照番号によって表示されている。この場合、低圧水銀蒸気放電ランプは、約２５ｃｍ３の容積を有する放電空間１３を気密に囲繞する管状部１１を有する放射線発射放電管１０を備える。放電管１０は、少なくとも実質的に円形断面であり且つ約１０ｍｍの（有効）内径Ｄｉｎであるガラス管である。この実施例において、管状部１１は４０ｃｍの全長Ｌｄｖ（図２Ａに図示されていない）を有する。管は所謂フックの形態に屈曲され、この実施態様では、それは多数の直線部を有し、それらの２つが３１，３３で参照されて図２Ａに示されている。放電管は多数の屈曲部又は弧状部をさらに含み、それらの２つが３２，３４で参照されて図２Ａに示されている。代替的な実施態様において、放電管は多数の架橋部を含む。放電空間１３に面する管状部１１の側面は、保護層１７及び発光層１６を備える。代替的な実施態様において、発光体は省略される。図２Ａに示されるような放電管１０は、電気的及び機械的接点７３ａ，７３ｂを備えるランプ蓋７１も支持するハウジング１７によって支持され、それ自体は既知である。加えて、放電管１０は、ランプハウジング７０に取り付けられた光透過外被６０によって取り囲まれている。光透過外被６０はつや消し外観を有するのが一般的である。アマルガムからの水銀蒸気の制御された放出のための放出手段は図２Ａに示されていない。
【００３０】
図２Ｂは、図２Ａに示されるようなコンパクトな蛍光ランプの放電管の断面図を示している。コンパクトな蛍光ランプは、少なくとも２つの二重形状ランプ部３５，３６，３７を含む。各二重形状ランプ部３５，３６，３７は、第一の管４１，４５，４９と、第二の管４３，４７，５１を含む。図２Ｂの実施例において、コンパクトな蛍光ランプは、３５，３６，３７で参照される３つの二重形状ランプ部を含む。各管４１，４３；４５，４７；４９，５１の第一端部４１ａ，４３ａ；４５ａ，４７ａ；４９ａ，５１ａでの第一の管４１，４５，４９及び第二の管４３，４７，５１は、管相互接続手段４２，４６，５０を介して、相互接続されている。図２Ｂの実施例において、管相互接続手段４２，４６，５０は所謂屈曲部を含む。代替的な実施態様において、管相互接続手段は所謂架橋部を有する。
【００３１】
図２Ｂに示されるようなコンパクトな蛍光ランプにおいて、放電経路が、第一電極２０ａと第二電極２０ｂとの間の管４１，４３；４５，４７；４９，５１を通じて形成されている。
【００３２】
第一電極２０ａは、４１で参照された管の４１ｂで参照された第二端部に設けられている。第二電極２０ｂは、５１で参照された管の５１ｂで参照された第二端部に設けられている。第二端部４１ｂ、５１ｂは、第一端部４１ａ，５１ａから外方を向いている。比較的長い電極経路を得るために、電極２０ａ，２０ｂは蛍光ランプの両極端に配置されている。
【００３３】
図２Ｂの実施例において、第一電極２０ａ及び第二電極２０ｂは、各第二端部４１ｂ、５１ｂによって支持されている。電極２０ａ，２０ｂの電流供給導体３０ａ、３０ａ’；３０ｂ、３０ｂ’は、それぞれ、第二端部４１ｂ、５１ｂを通過し、放電ランプから外部に出る。
【００３４】
放電空間に面する管４１，４３；４５，４７；４９，５１の側面は、保護層（図２Ｂには図示されていない）を備えるのが好ましい。加えて、放電空間に面する管４１，４３；４５，４７；４９，５１の側面は、励起された水銀のフォールバックによって発生する紫外線（ＵＶ）光を（概ね）可視的な光に変換する発光材料（例えば発光粉末）を含む発光層（図２Ｂには図示されていない）で被覆される。
【００３５】
電極２０ａ，２０ｂを備える第二端部４１ｂ、５１ｂは別として、各管４３，４５，４７，４９のさらなる第二端部４３ｂ、４５ｂ、４７ｂ、４９ｂは、封止端部を備える。隣接する二重形状ランプ部３５，３６；３６，３７の管４３，４５；４７，４９を相互に接続するための橋架部４４，４８は、管４３，４５；４７，４９の第二端部４３ｂ、４５ｂ；４７ｂ、４９ｂの近傍に設けられている。さらなる第二端部４５ｂの少なくとも１つは、アマルガム２を含む容器３を備えている。
【００３６】
図２Ｂの実施例において、加熱手段２５がさらなる第二端部４５ｂに設けられている。加熱手段２５は、容器３内のアマルガム２を所望瞬間に所望温度に加熱するために用いられる。加熱手段２５はタングステンの巻線であり、電子放出基体で被覆されていないことが好ましい。加熱手段２５を保護塗膜によって被覆し得る。第一電極２ｏａ及び第二電極２０ｂと無関係に加熱し得るアマルガムを提供することによって、コンパクトな蛍光ランプを所謂不飽和状態下で動作し得る。水銀含有物がある所定レベルより低いときにのみ、加熱手段２５は加熱され、それによって、容器３内のアマルガム２からの水銀の遊離が規制される。ハウジング７０は、加熱手段２５を介して容器３内のアマルガム２の温度を規制するための規制手段を包含するのが好ましい。規制手段をソフトウェア又はハードウェア中で実施し得る。コンパクトな蛍光ランプの「不使用」の第二端部の１つを使用することによって、本発明に従った低圧水銀蒸気放電ランプのコンパクトな実施態様が実現される。
【００３７】
不飽和水銀状態下の水銀蒸気放電ランプを動作することは多数の利点を有する。一般的に言って、水銀圧力が不飽和である限り、不飽和水銀放電ランプの性能（光出力、効率、電力消費等）は、周囲温度と無関係である。この結果、放電ランプの燃焼方法（ベースが上方に対して下方、水平に対して垂直）と無関係な一定の光出力が得られる。実際には、この適用において、不飽和水銀蒸気放電ランプのより高い光出力が得られる。不飽和ランプは、高温適用におけるより高い光出力及び効率の向上と、最小水銀含有量とを兼ね備える。この結果、取付けの容易さと、照明及び照明器具設計者のための設計自由度とが得られる。不飽和水銀放電ランプは、比較的低いＨｇ含有量と共に、比較的高いシステム効率をもたらす。加えて、不飽和ランプは維持の向上を有する。さらなる小型化の傾向及び１つの照明器具からのより多くの光出力の傾向が来たるべき年々に継続するので、適用中の温度に伴う問題は将来より頻繁に起こると予想され得る。不飽和水銀蒸気放電ランプを用いることで、これらの問題は大幅に低減される。不飽和ランプは、最小水銀含有量と、高温でのワット性能毎ルーメンの向上とを兼ね備える。
【００３８】
図３Ａは、本発明に従った開放状態の放出手段の実施態様を示し、図３Ｂは、本発明に従った閉鎖状態の放出手段の実施態様を示している。図３Ａの実施例において、解放手段４は、ハウジング１内に形状記憶合金から成る可撓手段６を含む。アマルガム２を備える容器３と放電管１０の放電空間１３との間の通信は、放出手段４を介して制御される。放出手段４は、アマルガム２から放電空間１３への水銀蒸気の遊離を規制する。本発明によれば、形状記憶合金の変態温度は、実質的に所定温度に対応するよう選択される。所定温度は、アマルガム２上の水銀蒸気圧力が比較的安定的な温度範囲の温度に対応するのが好ましい。具体的には、所定温度は、アマルガム２上の水銀蒸気圧力が比較的安定的な温度範囲の最低温度の７５〜１１０％に対応する。
【００３９】
形状記憶合金がその変態温度に達すると、可撓手段６は実質的に閉鎖される（図３Ｂを参照）。形状記憶合金がその変態温度よりも上である限り、可撓手段６は実質的に閉鎖されたままであり、アマルガムと放電空間との間の通信は遮断される。
【００４０】
図３Ａ及び３Ｂに示されるような放出手段４の構造は、形状記憶合金から成る可撓手段６（スプリング）と、閉鎖手段８と、追加的な普通スプリング７と、閉鎖手段８に面するフレア部９’を備えたフェルール９とを含む。図３Ａ及び３Ｂに示されるような放出手段４は次の通り動作する。形状記憶合金の変態温度Ｔ０未満の温度で、可撓手段６は普通スプリング７によって変形され、閉鎖手段８は放出手段のほぼ中間に位置し、容器３内のアマルガム２と放電空間１３との間の通信を可能にする（図３Ａを参照）。形状記憶合金の変態温度Ｔ０より上で、可撓手段６はその原形を回復し、閉鎖手段８をフェルール９のフレア部９’方向に押圧する。最終的に、閉鎖手段はフェルール９のフレア部９’と係合し、アマルガム２と放電空間との間の接触を閉鎖する（図３Ｂを参照）。図３Ａ及びＢの実施例において、ボール形状の閉鎖手段８が用いられている。ボールは、例えば、金属、ガラス、又は、セラミック材料から成る。代替的なジオメトリが可能である。
【００４１】
本発明によれば、形状記憶合金の変態又は閾温度Ｔ０は、アマルガムのプラトー温度に適合する。放出手段４の部分が水銀に反応する場合には、そのような部分は被覆されるのが好ましい。ハウジング１はガラスから成るのが好ましい。
【００４２】
放電空間は最適水銀蒸気圧力に近い動作温度で水銀蒸気圧力をもたらすので、低圧水銀蒸気放電ランプの公称動作は、高いランプ温度でさえ達成される。水銀が例えば放電管の壁又は放出材料に結合されるために、放電ランプの耐用年数中に水銀が失われるとき、放電ランプの点火時に、閉鎖手段はより長時間に亘って開放状態にとどまる。このようにして、低圧水銀蒸気放電ランプの燃焼条件は、すべての状況の下で且つ放電ランプの耐用年数内の各瞬間に比較的最適である。
【００４３】
アマルガム上の水銀蒸気圧力が比較的安定している温度範囲は、所謂アマルガムプラトーの温度範囲に対応する。本発明に従った低圧水銀蒸気放電ランプの利点は、放出手段４が比較的小さくあり得ることである。低圧水銀蒸気放電ランプは、高温で不飽和に動作する。加えて、アマルガムプラトーと形状記憶合金の変態温度Ｔ０との１つの適合した組み合わせは、高温で動作するランプの全範囲に関して十分である。不飽和の低圧水銀蒸気放電ランプは、放電管の温度と実際上無関係な一定の光出力を発生する。不飽和放電ランプの準備動作は通常の水銀放電ランプのそれと類似する。
【００４４】
形状記憶合金という用語は、適当な熱処理にさらされたときに、ある以前に定められた形状又は寸法に戻る能力を示す一群の金属材料に適用される。一般的に、これらの材料をある比較的低温でプラスチック的に変形し、あるより高い温度に晒されると、変形以前の形状に戻り得る。加熱後に形状記憶を示す材料は一方向形状記憶と呼ばれる。また、ある材料は再冷却後に形状変化を経験する。これらの材料は二方向形状記憶を有する。
【００４５】
比較的広範な合金が形状記憶効果を示すことが知られているが、相当量の変形を回復し得る、或いは、形状変更後に顕著な力を発生するものだけが商業的利益を有する。今日まで、これはニッケル−チタン合金並びにＣｕＺｎＡｌ及びＣｕＡｌＮｉのような銅基合金である。
【００４６】
形状記憶合金は熱弾性マルテンサイトを生むものとしてさらに定義付けられ得る。この場合、合金は変態温度未満の双晶形成機構によって合金が変形するのを許容するマルテンサイト変態を経験する。この場合には、双晶構造が加熱後に母相に戻るときに、変形は逆転される。形状記憶合金に発生するマルテンサイト変態は、熱弾性マルテンサイトを引き起こし、長距離秩序を伴う高温オーステナイト相から発達する。マルテンサイトは交互に剪断されたプレートレットとして起こるのが典型的であり、金属組織学的な見地からすると、それはヘリンボン構造として見られる。変態は、一次位相変化であるが、単一温度で起こらず、各合金系に伴って変化する温度範囲に亘る。加熱又は冷却中の変態の始まり及び終わりは実際にはより大きな温度範囲に亘って広がるが、殆どの変態は比較的狭い温度範囲で生じる。加熱及び冷却に基づく変態は重なり合わないので、変態はヒステリシスも示す。この変態ヒシテリシスは合金系に伴って変化する。
【００４７】
形状記憶合金の適切な実施例はＦｌｅｘｉｎｏｌ（ＴＭ）である。Ｆｌｅｘｉｎｏｌから成るワイヤは、ニッケル−チタン合金（ニチノールと呼ばれる）、異なる温度で根本的に異なる結晶構造を取る形状記憶合金の高処理鎖である。室温で、Ｆｌｅｘｉｎｏｌから成るワイヤは小さな力によって容易に引き伸ばされる。しかしながら、熱源又は小電流のいずれかによって遷移温度の上に加熱されると、それらはより「一層堅い」形態に変化し、ワイヤはその非伸長状態の長さに戻る。即ち、ワイヤは使用可能な量の力で短縮する。
【００４８】
図４は、温度Ｔ（ケルビン値）の関数としての水銀圧力ｐＨｇ（パスカル値）を概略的に示している。図４中の曲線（ａ）は、アマルガムを備えず遊離水銀のみを含有する低圧水銀蒸気放電ランプの典型的な動作を示している。水銀圧力は温度上昇に伴った規則的な増大を示している。
【００４９】
図４中の曲線（ｂ１）、（ｂ２）、及び、（ｂ３）は、アマルガムを備える低圧水銀蒸気放電ランプの典型的な動作を示している。部分（ｂ１）及び（ｂ３）のための水銀圧力表示は、温度上昇に伴った規則的な増大を示している。温度の特定範囲において、アマルガム上の水銀蒸気圧力は比較的安定している。この温度範囲は所謂アマルガムプラトーに対応し、図４中に部分（ｂ２）で示されている。もし温度が、アマルガム上の水銀蒸気圧力が比較的安定している温度よりも高くなるならば、水銀圧力は再び増大し、それは図４中に部分（ｂ３）で示されている。
【００５０】
本発明によれば、形状記憶合金の温度がアマルガムのプラトー温度とほぼ等しいとき、アマルガム２と放電空間１３との間の通信は遮断される。これは放電ランプ内の水銀圧力が（周囲）温度の上昇に伴ってさらに増大し得ないことを意味する。より高い温度に関しては、曲線（ｂ３）の代わりに、水銀圧力は曲線（ｃ）に従って動作する。もし周囲温度が放出手段が閉鎖された後に増大するならば、容器内のアマルガム上の蒸気圧力は増大し得るが、これは放電空間内の水銀圧力に対して如何なる効果も有さない。何故ならば、容器内のアマルガム上に形成される蒸気は放電空間に達し得ないからである。本発明の方法によれば、低圧水銀蒸気放電ランプの公称動作は、比較的高い周囲ランプ温度でさえも達成される。通気の悪い照明器具内でさえも、或いは、ランプが高負荷に晒されているときでさえも、放射線出力の低減への最適な糸口、低圧水銀蒸気放電ランプが、最適な放射線出力を伴って得られる。
【００５１】
図４中の曲線（ｄ）は、不飽和状態下で動作する低圧水銀蒸気放電ランプの動作を示している。見られるように、本発明に従った低圧水銀蒸気放電ランプの温度の関数としての水銀圧力の動作は、図４中の曲線（ｂ１）、（ｂ２）、及び、（ｂ３）に表示されるように、不飽和状態で動作する低圧水銀蒸気放電ランプのそれより常に下である。不飽和低圧水銀蒸気放電ランプは比較的一定の光出力を有し、それは特定温度（例えば、４２℃）より上で放電管温度と無関係である。不飽和放電ランプの準備動作は、公称水銀放電ランプのそれと類似し、且つ、アマルガムを含む水銀蒸気放電ランプのためよりも速い。
【００５２】
上述の実施態様は、本発明を制限するというよりむしろ例示するものであり、当業者であれば添付の請求項の範囲から逸脱することなしに多くの代替的な実施態様を設計し得るであろうことが留意されるべきである。請求項において、括弧間に配置された如何なる参照記号も請求項を制限するものと解釈されてはならない。「含む」という動詞及びその活用形の使用は、請求項において述べられている他の素子又はステップの存在を排除しない。素子に先行する冠詞又は不定冠詞は、そのような素子が複数存在することを排除しない。幾つかの明確な素子を含むハードウェア及び適切にプログラム化されたコンピュータによって本発明を実施し得る。幾つかの手段を列挙する装置の請求項において、ハードウェアの単一且つ同一の品目によってこれらの手段の幾つかを具現し得る。特定の手段が相互に異なる従属項で列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせを有利に使用し得ないことを示さない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１Ａ】本発明に従った低圧水銀蒸気放電ランプの実施態様を示す縦断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの詳細を示す部分斜視図である。
【図２Ａ】本発明に従った低圧水銀蒸気放電ランプを含むコンパクトな蛍光ランプの実施態様を示す断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示されるコンパクトな蛍光ランプの放電管を示す断面図である。
【図３Ａ】本発明に従った開放状態の放出手段の実施態様を示す概略図である。
【図３Ｂ】本発明に従った閉鎖状態の放出手段の実施態様を示す概略図である。
【図４】温度の関数としての水銀圧力を示すグラフである。
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【図４】
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【国際調査報告】
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