(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電管と、この放電管に取付けられ外側端部が溶解により密閉されかつ内側端部が開口しているポンプ管とを備え、水銀が金属の形態で又はアマルガムとしてポンプ管内に導入され、ポンプ管の放電側開口部が狭くされ、水銀と共に固形体がポンプ管内に、この固形体がポンプ管の放電側開口部を部分的に塞ぐように収容されている低圧水銀ランプにおいて、ポンプ管の放電側開口部（２５）が横方向のワイヤ片（２６）によって狭くされていることを特徴とする低圧水銀ランプ。
【請求項２】
放電管と、この放電管に取付けられ外側端部が溶解により密閉されかつ内側端部が開口しているポンプ管とを備え、水銀が金属の形態で又はアマルガムとしてポンプ管内に導入され、ポンプ管の放電側開口部が狭くされ、水銀と共に固形体がポンプ管内に、この固形体がポンプ管の放電側開口部を部分的に塞ぐように収容されている低圧水銀ランプにおいて、ポンプ管の放電側開口部（３０）が、細孔を有するガラスフォーム充填物（３１）によって閉鎖されていることを特徴とする低圧水銀ランプ。
【請求項３】
放電管と、この放電管に取付けられ外側端部が溶解により密閉されかつ内側端部が開口しているポンプ管とを備え、水銀が金属の形態で又はアマルガムとしてポンプ管内に導入され、ポンプ管の放電側開口部が狭くされ、水銀と共に固形体がポンプ管内に、この固形体がポンプ管の放電側開口部を部分的に塞ぐように収容されている低圧水銀ランプにおいて、ポンプ管の放電側開口部（３０）がガラスフォーム充填物（３５）によって次のように、すなわちガラスフォーム充填物（３５）が存在しない穴（４０）が残されるように充填されていることを特徴とする低圧水銀ランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電管と、この放電管に取付けられ外側端部が溶解により密閉されかつ内側端部が開口しているポンプ管とを備え、水銀が金属の形で又はアマルガムとしてポンプ管内に導入され、ポンプ管の放電側開口部が狭くされ、水銀と共に固形体がポンプ管内に、この固形体がポンプ管の放電側開口部を部分的に塞ぐように収容されている低圧水銀ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
水銀は液体又は固体の形で、特にアマルガムとしてランプ内へ導入されている。その場合、アマルガムランプは種々異なった実施形態を持つことができる。このアマルガムランプには、例えば、棒状放電管を備えた一般的な蛍光ランプ、又は例えばＵ字状又はＨ字状に屈曲した屈曲管を備えたコンパクト形蛍光ランプ、又は無電極形球形低圧放電ランプがある。
【０００３】
この種のコンバクト形蛍光ランプは例えばヨーロッパ特許出願公開第３７３５６７号公報に開示されている。この場合、アマルガムは放電側端部が若干狭くされているポンプ管内へ収容されている。ポンプ管自体が狭隘部を有することも可能である（例えばヨーロッパ特許出願公開第１６１７２５号公報参照）。
【０００４】
無電極形球形低圧放電ランプは例えばヨーロッパ特許第１１９６６６号公報に開示されている。主アマルガムは穴状窪み内に収容されている。このランプの変形例は刊行物「技術ニュース（Ｎｅｕｅｓ  ａｕｓ  ｄｅｒ  Ｔｅｃｈｎｉｋ）」（Ｎｏ．１／８６）に記載されており、主アマルガムは上部が僅かに非対称な狭隘部を有する閉鎖形ポンプステム内に位置している。これによって、アマルガムがガラス球内へ入ったりまた蛍光体膜又は他の部材を傷付けたりもしくはその動作温度に達しないということが防止される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら確実なポンピング及び充填が保証されるように、開口部が従来技術のように比較的広い場合には、アマルガムが放電管内へ入ることがあるという問題がある。さらに従来技術では、アマルガムの漏出を確実に防止するために、ポンプ管の開口部を狭くして毛細管に形成していた（ＤＤ−ＤＷＰ第７０６６１号明細書参照）。しかしながら、それゆえ今日の最新形大量生産ラインではポンピング及び充填に時間が掛かり過ぎる。このことはこの種の毛細管が０．５ｍｍ程度の直径を持たなければならないことに起因している。
【０００６】
本発明の課題は、迅速かつ確実なポンピング及び充填が可能であり、しかもアマルガムが放電室内へ漏れ入ることがないことが保証されるような低圧水銀ランプを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題は本発明によれば、ポンプ管の放電側開口部が横方向のワイヤ片によって狭くされていることによって解決される。
【０００８】
この課題は本発明によれば、ポンプ管の放電側開口部が、細孔を有するガラスフォーム充填物によって閉鎖されていることによっても解決される。
【０００９】
この課題は本発明によれば、ポンプ管の放電側開口部がガラスフォーム充填物によって次のように、すなわちガラスフォーム充填物が存在しない穴が残されるように充填されていることによっても解決される。
【００１０】
本発明は、ヨーロッパ特許出願公開第５８１１６０号及び第２２８００５号公報に開示された基礎技術を利用しており、それらの文献の内容に明らかに関係している。後者の公開公報は液体金属、又は液体又は固体アマルガムとしての水銀を配量及び導入するための蓄積素子について述べており、蓄積素子は特に鉄から成る多孔性成形部品によって形成されている。前者の公開公報は強磁性成分を有する固体アマルガム体又はアマルガム形成体について述べている。
【００１１】
今、この基礎技術は適当に変更することにより上記において従来技術として述べた両例間の折衷案を得るための理想的な前提条件を提供することを示す。
【００１２】
放電管に取付けられ外側端部が溶解により密閉されかつ放電側の内側端部が開口しているポンプ管を有する低圧水銀ランプの場合、水銀を確実に保持しながら迅速にポンピング及び充填を行うことは、水銀が金属の形態で又はアマルガム（以下においては水銀体と称する）としてポンプ管内に収容されることによって達成される。ポンプ管の放電側開口部は狭くされる。水銀体と共に固形体がポンプ管内に、この固形体が水銀体に対するいわば栓のようにポンプ管の開口部を部分的に塞ぐように収容される。特に、固形体が全ての方位においてポンプ開口部とは異なった断面を有するように配置されることは有利である。このようにして、固形体又は水銀体が放電管内へ入ることはなく、点灯時にはポンプ管と放電管との間の水銀拡散のための有効開口部は非常に大きく保たれる。同時に狭隘部の特殊形状はポンプ管と放電室との間の水銀拡散を可能にする。
【００１３】
固形体は特に強磁性材料（特に鉄）から構成することができ、それゆえ固形体はポンピング及び充填工程中に磁石によってポンプヘッド内の任意の位置に確実に固持しておくことができる。プロセス技術的にはこのことは強磁性アマルガム（形成）体を使用するより好ましいことが判明しているが、この強磁性アマルガム（形成）体の使用を排除するものではない。
【００１４】
固形体は球形、楕円形、又は不規則形状をしていてもよいが、しかしながらポンプ開口部は何れの場合にも異形形状、特に非対称形状を有していなければならない。
【００１５】
１つの優れた実施態様によれば、固形体は所定の直径及び所定の高さを有する少なくともほぼ円柱体（例えば、精密に又は錠剤形に丸くされるか、又は少し楕円形に歪められている）を形成している。固形体の直径がポンプ管の内径の５０〜９０％、特に６０〜８０％に相当し、それにより固形体とポンプ管壁との間に十分なスペースが残される場合には、良好な結果が得られる。特に、その場合、固形体の高さはその直径より小さくしなければならない、特に固形体の直径の約５０〜８０％に相当するようにしなければならない。経験によれば、このような寸法はポンプ管内で固形体の向きがランダムに変わることを考慮すると充填プロセスの摩擦のない操作にとって特に好ましい。詰まり又は損傷はこれによって最少にされる。固形体はポンプ管内で自由に回転することができる。
【００１６】
固形体はポンプ開口部を不完全に塞ぐいわば栓を形成する。このことを保証するために、固形体とポンプ開口部とは異なった形状を持たなければならない。１つの実施態様によれば、固形体が円形（球体又は円柱体）である場合、ポンプ管の開口部は円形であるのではなく、最大縦方向寸法及び横方向寸法を有しており、縦方向寸法が横方向寸法より大きくされる。同様に、原理上逆に、つまり非円形固形体（楕円体、立方体、又は平行六面体）を円形開口部に組合わせることも可能である。
【００１７】
次に示す数値は円柱状固形体の場合に選定すべき幾何学的寸法に対する指標として使用することができる。すなわち、最大横方向寸法は固形体の高さより大きい、特に０．１〜０．４ｍｍ大きいか、又は、最大縦方向寸法は固形体の直径より大きい。これらの条件を１つだけを満たすと、開口部の狭隘部が或る高さを越えて（一般に１〜２ｍｍ）延在するという利点が得られる。開口部の異形形状のために、固形体はそれにも拘わらずこの場合にもこの開口部を完全に塞ぐことが可能である。理想的な場合、両条件は同時に満たされる。
【００１８】
開口部の最大横方向寸法が固形体の直径より小さいことは特に有利である。
【００１９】
固形体が円形である場合、開口部は楕円形又は同様に半月形の断面を有することができる。この開口部は同様に“８”形又は三日月形状に成形されていてもよい。この開口部は少しは非対称形状を有していてもよい。この場合、原理上、開口部がポンプ管に対して中心に又は偏心して取付けられているか否かは重要ではない。しかしながら、偏心開口部がポンプ管の壁に出来る限り接近して配置されることは好ましいことである。何故ならば、この偏心開口部は開口部の形状に関して多くの可能性を与え、しかも狭隘部が縦方向においても又横方向においても固形体の高さ及び直径より大きくなることを容易に可能にするからである。この理由は、ポンプ管の近くの壁のために、開口部及び固形体が最良に調和することができるということにある。
【００２０】
狭隘部が楕円形である場合、少なくとも１つの寸法（横方向寸法又は縦方向寸法）は固形体の高さもしくは直径よりそれぞれ大きく（約０．１〜０．３ｍｍ）なければならない。最適範囲は狭隘部の軸比が１．１〜２．０の場合にある。その場合、拡散を妨害しないようにするために、（最短）横方向寸法は１．０ｍｍより大きくなければならない。
【００２１】
他の実施態様の場合、ポンプ管の円形開口部はそのままにしておかれる。しかしながら、有効断面積は、ワイヤ片等が開口部を横切って張られそして障害物として作用することによって狭くされる。
【００２２】
別の実施態様はポンプ管の円柱状開口部内へ導入されるガラスフォーム充填物を使用することである。第１の例では、このフォームは、放電管内への水銀の拡散を可能にするために、少なくとも一部分に開いた細孔を有している。第２の例では、フォームは大きな割合で密閉細孔を有していてもよい。この場合、開口部はガラスフォーム充填物によって完全に塞がれず、水銀の拡散用の小さな穴が残される。最後に、２つの例の混合形を使用することを可能である。
【００２３】
特に優れた第１実施態様においては、固形体は水銀体用の栓としてだけではなく、水銀体用の吸蔵スポンジとしての機能を果たすこともできる。この場合、公知のように、固形体はその基体として、空洞内に液体水銀又は液体アマルガムを含む多孔性母体を形成する。さらに、このために、アマルガムの形成にとって好ましいアマルガムパートナーは固形体の背後に液体形態又は固体形態で収容することができる。
【００２４】
特に優れた第２実施態様においては、室温では固体であるアマルガムも同様に使用することが可能である。この場合、固形体がポンプ管内へ導入された後にアマルガムがポンプ管内へ導入され、それによってアマルガムが放電側ポンプ開口部に対して固形体の背後に位置するようになる。この場合、固形体の構造は重要ではないが、しかしながらその幾何学的寸法は相変わらず重要である。
【００２５】
【実施例】
次に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
【００２６】
図１はコンパクト形蛍光ランプ用のＵ字状に屈曲した放電管１を示す。この放電管１は電極（図示されていない）が挟搾導入されている２つの端部２ａ、２ｂを有している。一方の端部２ａは中心部にポンプ管３を備えているが、このポンプ管３は放電管側収縮端部４が放電管１内へ突入し、一方その反放電側円形端部５は外部から操作することができる。ポンプヘッド９及びシール９ａによって排気及び充填を行っている間、両ポンプ端部４、５は最初はまだ開口している。鉄から構成されている固形体６は磁石７によってポンプヘッド９の中央に保持されている。その背後では液体又は固体アマルガム（又は液体水銀）８がポンプ管内へ導入されている。放電管に希ガスを充填した後、磁石７が遠ざけられ、それにより固形体６及びアマルガム８（又は水銀）はポンプ管の放電側端部４へ滑って行く。その後、ポンプ管の反放電側端部は切断され、溶解により密閉される。
【００２７】
図２は挟搾領域２ａの拡大図を示す。放電側ポンプ管端部４は縮小され、それにより固形体６は縦方向に向いているにも拘わらず開口部を塞ぎ、アマルガム８が放電室内へ流出するのを阻止する。反放電側ポンプ管端部５は溶解により密閉されている。
【００２８】
図３ａは横方向に位置する固形体６とポンプ開口部４とが互いに整合している様子を示す。ポンプ管３は約２．５ｍｍの内径及び０．７５ｍｍの肉厚を有している。ポンプ開口部４は楕円形であり、ポンプ管３の中心に配置されている。最大縦方向直径は約１．７ｍｍ（長軸半径の２倍に相当）、最大横方向寸法（短軸半径の２倍に相当）は約１．４ｍｍである。固形体は１．８ｍｍの直径及び１．２ｍｍの高さを持つ円柱体である。開口部の構造は約１．６ｍｍの高さｈに亘って延びている。開口部の異形形状のために、固形体６は横方向に位置する場合にも開口部を塞ぐことができない。
【００２９】
図３ｂ及び図３ｃに示されているように、別の寸法を選定することも可能である。図３ｂは図３ａとは逆に開口部の縦方向寸法が固形体の直径より大きくなっている。図３ｃは理論的に拡散が妨げられないための最良のケースを示し、開口部の最大縦方向寸法及び最大横方向寸法は固形体の直径及び高さよりそれぞれ大きくなっている。しかしながら、開口部は製造するのが非常に困難である。このためにプラズマトーチを利用することは有利である。
【００３０】
この種の標準的なポンプ開口部は異なった強さでもってポンプ管の本来の円形開口部へ向けられた２つの互いに対向するガスバーナによって製造される。溶けたガラスが収縮し、非円形（この場合楕円形）の開口部を形成する。
【００３１】
第２実施例（図４及び図５参照）においては、ポンプ開口部１０は非対称でしかも偏心配置されている。このポンプ開口部１０はこの実施例では円柱形状を持つ多孔性成形品から成る固形体１１によって同様に部分的に塞がれている。この固形体１１はその母体内に液体水銀を含んでいる。図５はポンプ開口部１０が半月形形状を有する様子を示している。ポンプ管の内径は２．５ｍｍである。開口部の最大縦方向寸法は２．５ｍｍ、最大横方向寸法は１．５ｍｍである。成形品は１．８ｍｍの直径及び１．２ｍｍの高さを有している。
【００３２】
この種の非標準的なポンプ開口部は、一端部が本来の円形開口部の、後の半月形開口部とは反対側に位置する領域へ向けられたガスバーナ又はプラズマトーチを使用することによって製造される。
【００３３】
第３実施例（図６参照）においては、固形体１５の背後にさらに固体アマルガム又は固体アマルガムパートナーから成る物体１６が配置されている。この物体１６は公知のように約２：１の比のビスマス−インジウム合金又は同様にビスマス−鉛−すず合金から構成されている。他の例はＢｉ−Ｐｂ又はＢｉ−Ｐｂ−Ｉｎ又はＢｉ−Ｐｂ−Ａｇ合金である。さらに、この合金はそれぞれ数パーセントの水銀を含んでいる。使用されたアマルガムに関しては例えばヨーロッパ特許出願公開第３７３５６７号、第３２７３４６号公報、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３５１０１５６号公報、ヨーロッパ特許出願公開第１５７４４０号公報、ならびに米国特許第４０９３８８９号明細書を参照されない。
【００３４】
図７ａは三日月形形状を持つポンプ開口部２０の概略平面図を示しており、図７ｂには“８”形形状を持つポンプ開口部２１が示されている。“８”の横方向棒２２はこの場合には技術的な理由から完全には形成されていない。
【００３５】
図８は円形形状を持つポンプ開口部２５の平面図を示しており、その場合ワイヤ片２６が開口部２５を横方向に塞いでいる。
【００３６】
図９ａはガラスフォーム充填物３１によって完全に閉鎖された円形形状を持つポンプ開口部３０の平面図を示している。フォームは開口した細孔を有している。充填物の厚みは例えば約２〜１０ｍｍの大きさである。
【００３７】
図９ｂは円形形状を持つポンプ開口部３０の平面図を示している。このポンプ開口部３０はガラスフォーム充填物３５によって少なくとも一部分（７５％）が閉鎖され、それゆえガラスフォーム充填物３５が存在していない穴４０が残されている。この穴４０はガラスフォームが細孔を大部分閉ざされた場合でも十分な拡散を可能にする。
【００３８】
このようなガラスフォーム充填物を製造するために、例えば、水が加熱によって急に動くような水ガラスが使用される。蒸発する水蒸気はガラスをフォームに変え、その場合に細孔が形成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】放電管の概略図。
【図２】ポンプステムを備えたピンチシール部の拡大図。
【図３】固形体とポンプ開口部との関係を示す平面図で、ａは固形体とポンプ開口部との１つの関係を説明するための平面図、ｂは別の関係を説明するための平面図、ｃはさらに別の関係を説明するための平面図。
【図４】第２実施例におけるポンプステムを備えたピンチシール部の拡大図。
【図５】第２実施例におけるポンプ開口部の平面図。
【図６】第３実施例におけるポンプステムを備えたピンチシール部の拡大図。
【図７】ポンプ開口部の２つの異なる例を示す概略図で、ａは１つの例を示す概略図、ｂは別の例を示す概略図。
【図８】狭くされたポンプ開口部のさらに異なる例を示す概略図。
【図９】ポンプ開口部の２つの例を示す概略図で、ａはポンプ開口部全体がガラスフォーム充填物によって閉鎖されている例を示す概略図、ｂはポンプ開口部全体が一部分の開口部を残してガラスフォーム充填物によって閉鎖されている例を示す概略図。
【符号の説明】
１  放電管
２ａ、２ｂ  放電管端部
４、５  端部
６  固形体
７  磁石
８  アマルガム
９  ポンプヘッド
９ａ  シール
１０  ポンプ開口部
１１  固形体
１５  固形体
１６  物体
２０、２１  ポンプ開口部
２２  横方向棒
２５  ポンプ開口部
２６  ワイヤ片
３０  ポンプ開口部
３５  ガラスフォーム充填物
４０  穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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