点灯管及びその製造方法
【課題】生産性及び経済性が高く、長寿命の点灯管を提供する。
【解決手段】本発明の点灯管は、バイメタル素子１４を含む可動極３及び可動極３の対電極４からなる１対の電極と、放電ガスとを、容器２の内部に備え、バイメタル素子１４を構成する金属材料中の水素含有量を０．１重量ｐｐｍ以上１．０重量ｐｐｍ以下とする。また、対電極４の表面にはランタンが被着していてもよく、前記１対の電極の少なくとも一方の電極の表面には亜鉛が被着していてもよく、容器２の内表面にはアルミン酸塩及び酸化アルミニウムから選ばれる少なくとも１つが被着していてもよい。
【解決手段】本発明の点灯管は、バイメタル素子１４を含む可動極３及び可動極３の対電極４からなる１対の電極と、放電ガスとを、容器２の内部に備え、バイメタル素子１４を構成する金属材料中の水素含有量を０．１重量ｐｐｍ以上１．０重量ｐｐｍ以下とする。また、対電極４の表面にはランタンが被着していてもよく、前記１対の電極の少なくとも一方の電極の表面には亜鉛が被着していてもよく、容器２の内表面にはアルミン酸塩及び酸化アルミニウムから選ばれる少なくとも１つが被着していてもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光ランプを始動させる点灯管及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から蛍光灯の起動用には点灯管（グロースタータ）が用いられている。近年、蛍光灯の自動オンオフシステムによる点滅回数の増加や、メンテナンスが困難な高所等に設置された蛍光灯のメンテナンスフリー化の対策として、点灯管の長寿命化の要求は増大している。
【０００３】
この点灯管はグロー放電を伴う点滅を繰り返して長期間使用されると、放電容器の各部材から徐々に不純ガスが放出され、点灯管の特性が低下するという問題がある。特に不純ガスとして水素の影響が大きく、水素の放出により、水素と他の不純物とが反応して放電阻害物質が生成され、点灯管の電極間にこの放電阻害物質が介在することにより、電極間の放電開始電圧が上昇し、点灯管の寿命特性が低下すると考えられる。この問題を解決するために、不純ガスを吸収する物質として、金属バリウムを点灯管の電極の表面に被着させることがよく知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、不純ガスを吸収する物質として、パラジウムとジルコニウムの合金を点灯管の内部に配置することも提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平７−２１９７４号公報
【特許文献２】特開平７−１０５８５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載された方法では、アジ化バリウム〔Ｂａ（Ｎ3）2〕を約２１０℃で加熱分解し、分解された窒素を放電容器から排出する必要があるため生産性が悪く、窒素の排出が不十分であると封入ガスのアルゴンに窒素が混入して不動作限界電圧が低下する問題がある。
【０００５】
また、特許文献２に記載された方法では、高価なパラジウム等を用いる必要があるため、経済的に不利であるという問題がある。
【０００６】
本発明は上記問題を解決したもので、生産性が高く、高価な材料が不要で、長寿命の点灯管を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の点灯管は、熱応動素子を含む可動極及び前記可動極の対電極からなる１対の電極と、放電ガスとを、密閉容器の内部に備えた点灯管であって、前記熱応動素子を構成する金属材料中の水素含有量が、０．１重量ｐｐｍ以上１．０重量ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の点灯管の製造方法は、熱応動素子を含む可動極及び前記可動極の対電極からなる１対の電極と、放電ガスとを、密閉容器の内部に備えた点灯管の製造方法であって、前記熱応動素子を構成する金属を１２５℃以上３００℃以下で、１時間以上５時間以下で加熱することにより、前記熱応動素子を構成する金属材料中の水素含有量を０．１重量ｐｐｍ以上１．０重量ｐｐｍ以下にする工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の点灯管は、生産性及び経済性が高く、長寿命化を実現できる。また、本発明の点灯管の製造方法は、長寿命の点灯管を合理的に製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（実施形態１）
先ず、本発明の点灯管の実施形態について説明する。本発明の点灯管は、熱応動素子を含む可動極及び可動極の対電極からなる１対の電極と、放電ガスとを、密閉容器の内部に備えている。また、熱応動素子を構成する金属材料中の水素含有量は、０．１重量ｐｐｍ以上１．０重量ｐｐｍ以下、より好ましくは０．３重量ｐｐｍ以上０．５重量ｐｐｍ以下に設定されている。
【００１１】
熱応動素子を構成する金属材料中の水素含有量を上記範囲内に設定することにより、点灯管がグロー放電を伴う点滅を繰り返して長期間使用されても、熱応動素子からの水素の放出が低減され、点灯管の寿命特性が向上する。即ち、熱応動素子としては、通常、金属薄板を２枚以上積層したバイメタルやトリメタルが用いられるが、その熱応動素子を作製する工程で水素等の不純ガスが、金属薄板自体に吸蔵又はその金属薄板の積層内面に吸着されやすい。このため、熱応動素子を点灯管に組み込む前に、熱応動素子を構成する金属材料中から水素を除去することにより、結果として密閉容器（バルブ）内の水素量を低減できる。その結果、点灯管の電極間の放電阻害物質が減少し、電極間の放電開始電圧の上昇が防止され、点灯管の寿命低下を抑制できる。
【００１２】
上記水素含有量が１．０重量ｐｐｍを超えると、点灯管の使用中に熱応動素子から放出される水素量が増大し、点灯管の長寿命化を図ることができない。また、上記水素含有量が０．１重量ｐｐｍ未満では、金属材料自体の強度が低下し、また金属薄板同士の接合力も低下し、熱応動素子として機能しなくなるおそれがある。
【００１３】
また、熱応動素子を構成する金属材料中の水素だけでなく、対電極を構成する金属材料中の水素含有量を低減してもよいが、通常熱応動素子からの水素の放出量が多いため、少なくとも熱応動素子を構成する金属材料中の水素含有量を低減すれば、点灯管の長寿命化を図ることができる。
【００１４】
また、上記対電極の表面にランタンを被着させることもできる。ランタンは電子放出物質であり、対電極の表面に被着させることにより、点灯管の動作作動電圧を下げる効果があり、これにより、定格入力電圧（１００Ｖ、２００Ｖ等）に合わせた最適な作動電圧に設定できる。ランタンの被着は、対電極の表面にランタンを塗布してもよいし、ペレット状のランタンを対電極に溶接してもよい。ランタンの被着量は、０．１ｍｇ以上１００ｍｇ以下とすればよい。
【００１５】
なお、熱応動素子にランタンを被着すると、熱応動素子の開閉動作に伴いランタンが剥離するおそれがあるので、好ましくない。
【００１６】
また、上記１対の電極の少なくとも一方の電極の表面に亜鉛を被着させることもできる。電極の表面に亜鉛を被着させることにより、電極からの電子放出性が向上し、蛍光ランプの暗所始動遅れ時間を短くできる。亜鉛の被着は、電極の表面に亜鉛をメッキしてもよいし、ペレット状の亜鉛を電極に溶接してもよい。亜鉛の被着量は、０．００５ｍｇ以上１．０ｍｇ以下とすればよい。
【００１７】
また、上記密閉容器（バルブ）の内表面に、アルミン酸塩及び酸化アルミニウムから選ばれる少なくとも１つを被着させることもできる。アルミン酸塩及び酸化アルミニウムは、動作電圧上昇抑制物質であり、密閉容器の内表面に被着させることにより、蛍光ランプの暗所始動遅れ時間を短くでき、それと同時に寿命後半の動作電圧の上昇を抑制することができる。アルミン酸塩又は／及び酸化アルミニウムの被着量は、０．１ｍｇ／ｃｍ2以上０．６ｍｇ／ｃｍ2以下とすればよい。
【００１８】
上記動作電圧上昇抑制物質としては、例えば、アルミン酸バリウム（ＢａＡｌ12Ｏ19）、アルミン酸マグネシウム（ＭｇＡｌ2Ｏ4）、アルミン酸ストロンチウム（ＳｒＡｌ12Ｏ19）、アルミン酸カルシウム（ＣａＡｌ12Ｏ19）等のアルミン酸塩、又は例えば、アルミン酸バリウムストロンチウム（Ｂａ，Ｓｒ）Ａｌ2Ｏ4等のアルカリ土類金属を一種以上含むアルカリ土類アルミン酸塩、又はγ族アルミナ、即ち高活性アルミナや、η−アルミナ及びθ−アルミナからなる活性アルミナ等が使用できる。高活性アルミナは、アルコール水溶液を分散媒にして使用するか、あるいは乾式塗布等の導入プロセスを適正に選ぶことにより、約１２０ｍ2／ｇという極めて大きいＢＥＴ値を確保できるため、不純ガス吸蔵能力に優れている。また、上記動作電圧上昇抑制物質としては、バリウム（Ｂａ）を含みユーロピウム（Ｅｕ）などの付活剤を有するアルミン酸塩系の蛍光体であってもよい。
【００１９】
以下、本発明の点灯管の実施形態を図面を用いて説明する。
【００２０】
図１は、本発明の点灯管の一例を示す部分断面図である。本実施形態の点灯管１は、密閉された容器２の内部（容器内部８）に、電極（可動極）３と、可動極３と対をなす電極（対電極）４と、放電ガスとを備えている。
【００２１】
容器２は、バルブ６、フレアステム７及び排気管９によって密閉されている。フレアステム７には、容器内部８に放電ガスを封入する際に使用される排気管９が、排気孔１０を介して容器内部８に連通して接続されている。排気管９の一方の端部は、排気孔１０でフレアステム７に接着され、もう一方の端部は塞がれている。また、容器２の電極３、４が固定されている側の端部を覆うように、口金５が取り付けられ、電極３、４と電気的に接続されている。
【００２２】
可動極３は、熱応動素子であるバイメタル素子１４と、内部リード線１３とを備えている。また、内部リード線１５が伸びて形成されている対電極（固定極）４は、可動極３と接離可能な状態で対向している。バイメタル素子１４に代えて、トリメタル素子又は加熱により変形する形状記憶合金からなるモノメタル素子を使用することもできる。
【００２３】
バイメタル素子１４を構成する金属材料中の水素含有量は、０．１重量ｐｐｍ以上１．０重量ｐｐｍ以下、より好ましくは０．３重量ｐｐｍ以上０．５重量ｐｐｍ以下に設定されている。これにより、容器内部８に放出される水素量を低減でき、点灯管１の長寿命化を図ることができる。
【００２４】
対電極４の表面には前述のランタンを被着することもでき、また、可動極３及び対電極４の少なくとも一方には前述の亜鉛を被着させることもできる。さらに、バルブ６の内表面には前述のアルミン酸塩又は／及び酸化アルミニウムを被着させることもできる。
【００２５】
フレアステム７の材料は限定されず、ガラス、樹脂等を用いることができる。また、フレアステム７の形状は、傘のような形であり、その裾部がバルブ６の開放側の端部に封着された構造であるが、この形状に特に限定されるものではない。
【００２６】
バルブ６の材料は、上記放電及び加熱に耐えうる材料であれば特に限定されないが、一般的にはガラス、樹脂等を用いればよい。また、バルブ６の形状は、一端部が閉塞した略円筒形であるが、この形状に特に限定されるものではない。
【００２７】
放電ガスは、放電に適した気体であれば特に限定されないが、一般的にはヘリウム、ネオン、アルゴン及びキセノンから選ばれる１種のガス、又はこれらの混合ガス等を用いればよい。特に、アルゴンガス、又はネオンとアルゴンとの混合ガスが好適に用いられる。
【００２８】
放電ガスの封入量は、放電を開始でき持続できれば特に限定されないが、容器内部８のガス圧を数ｋＰａ〜数１００ｋＰａ、より好ましくは１〜１０ｋＰａとすればよい。
【００２９】
内部リード線１３、１５の材料は、特に限定されるものではなく、例えばマンガン・ニッケル合金等を用いることができる。
【００３０】
ここで、点灯管１を使用して蛍光灯（図示せず）を点灯させる際の点灯管１の動作について説明する。
【００３１】
点灯管１の電極３、４に所定の電圧が印加されると、電極間にグロー放電が生じる。本実施形態の点灯管１に用いたバイメタル素子１４を構成する金属材料中の水素含有量は、前述のように低減されているので、結果として容器内部８に放出される水素量も低減され、そのためグロー放電がスムーズに生じるものと考えられる。
【００３２】
このグロー放電の熱によって、バイメタル素子１４が変形、即ち電極３が可動して、電極４に接触する。これにより、短絡電流が流れて蛍光ランプのフィラメント電極（不図示）が予熱される。電極３、４同士が接触すると、短絡電流が流れ、グロー放電が停止する。グロー放電が停止すると、バイメタル素子１４は次第に冷却されるので、元の形状に変形、即ち電極３が可動して、電極４から離れ、短絡電流も停止する。その際にパルス電圧が生じて、蛍光ランプ内に放電が生じ、蛍光ランプは点灯する。
【００３３】
本実施形態では、対電極４として、固定極を用いたが、可動極としてもよい。即ち、１対の電極は、一方が可動極であっても両方が可動極であってもよい。
【００３４】
（実施形態２）
次に、本発明の点灯管の製造方法の実施形態について説明する。但し、実施形態１の説明と重複する事項の説明は省略する場合がある。
【００３５】
本発明の点灯管の製造方法は、実施形態１の点灯管を製造する方法であり、熱応動素子を構成する金属を１２５℃以上３００℃以下、より好ましくは２００℃以上２６０℃以下で、１時間以上５時間以下、より好ましくは２時間以上３時間以下で加熱することにより、熱応動素子を構成する金属材料中の水素含有量を０．１重量ｐｐｍ以上１．０重量ｐｐｍ以下、より好ましくは０．３重量ｐｐｍ以上０．５重量ｐｐｍ以下に設定する工程を含んでいる。
【００３６】
上記工程を行うことにより、点灯管がグロー放電を伴う点滅を繰り返して長期間使用されても、熱応動素子からの水素の放出が低減され、点灯管の長寿命化を図ることができる。また、上記工程は、従来の点灯管の製造工程を大きく変更することなく行え、さらに高価な材料も不要であるため、生産性及び経済性が高い。
【００３７】
加熱温度が１２５℃未満では水素含有量を１．０重量ｐｐｍ以下にすることが困難で、３００℃を超えるとバイメタル素子の高膨張側金属と低膨張側金属との剥離が生じ、バイメタルとしての機能が低下するおそれがある。また、加熱時間が１時間未満では水素含有量を１．０重量ｐｐｍ以下にすることが困難で、５時間を超えるとバイメタル素子の水素含有量が少なくなりすぎて、バイメタル素子の強度が低下し、バイメタルとしての機能が低下するおそれがある。
【００３８】
上記工程における雰囲気は特に限定されず、大気中で行うことができる。
【００３９】
また、熱応動素子を構成する金属だけでなく、対電極を構成する金属も上記と同様にして加熱処理してもよいが、通常熱応動素子からの水素の放出量が多いため、少なくとも熱応動素子を構成する金属材料中の水素含有量を低減すれば、点灯管の長寿命化を図ることができる。
【００４０】
また、上記対電極の表面にランタンを被着させる工程をさらに行ってもよい。これにより、点灯管の動作作動電圧を下げることができる。
【００４１】
また、上記１対の電極の少なくとも一方の電極の表面に亜鉛を被着させる工程をさらに行ってもよい。これにより、電極からの電子放出性が向上し、蛍光ランプの暗所始動遅れ時間を短くできる。
【００４２】
また、上記密閉容器の内表面に、アルミン酸塩及び酸化アルミニウムから選ばれる少なくとも１つを被着させる工程をさらに行ってもよい。これにより、蛍光ランプの暗所始動遅れ時間を短くでき、それと同時に寿命後半の動作電圧の上昇を抑制することができる。
【００４３】
以下、本発明の点灯管の製造方法の実施形態を図面を用いて説明する。但し、図１及び図２において同じ部位には、同一の符号を付けて、重複する説明を省略する場合がある。
【００４４】
先ず、本発明で用いる熱応動素子の製造方法の一例を説明する。ここでは、熱応動素子の一例であるバイメタル素子の製造方法を説明する。通常、バイメタル素子の材料は、予め２枚の金属薄板を接合させたワイヤー状のバイメタル前駆体として供給される。供給されたワイヤー状のバイメタル前駆体は洗浄された後、大気中で加熱処理される。加熱温度は、１２５℃以上３００℃以下、より好ましくは２００℃以上２６０℃以下とすればよい。また、加熱時間は、１時間以上５時間以下、より好ましくは２時間以上５時間以下とすればよい。次に、加熱処理後のワイヤー状のバイメタル前駆体を所定の大きさに切断して、バイメタル素子が作製される。
【００４５】
図２は、本発明の点灯管のステム部の製造方法の一例を説明する図である。本実施形態の点灯管の製造方法では、まず、図２Ａに示すように、フレアガラス１６の小開口１６ａに内部リード線１３、１５を、フレアガラス１６の開口１６ｂに細管１７を、それぞれ挿入する。次に、図２Ｂに示すように、フレアガラス１６の上部（小開口１６ａ側）に、内部リード線１３、１５及び細管１７を固定して、ステム部２０を得る。
【００４６】
フレアガラス１６は、例えば傘のような形状であり、傘の裾にあたる開口１６ｂと、傘の上部に小開口１６ａとを備えればよい。
【００４７】
内部リード線１３、１５には、外部リード線１１、１２が導通接続されている。また、内部リード線１５は、内部リード線１３より長尺に設定してある。
【００４８】
上記小開口１６ａに内部リード線１３、１５を挿入する際には、外部リード線１１、１２は、フレアガラス１６の内表面側から開口１６ｂを通って外部に出るように配置すればよい。
【００４９】
上記内部リード線１３、１５及び細管１７をフレアガラス１６に固定する際には、フレアガラス１６の上部（小開口１６ａ側）を、例えば外部から加熱しながら圧潰して、内部リード線１３、１５及び細管１７をフレアガラス１６に封装すればよい。フレアガラス１６の上部を外側から圧潰することによって、内部リード線１３、１５と、細管１７とを、フレアガラス１６に密着できる。また、上記圧潰する際には、フレアガラス１６の外部にある細管１７の端部から、フレアガラス１６の内側の端部へ、エアを吹き込み、軟化しているフレアガラス１６の側面の一部をエアで吹き破って、排気孔１０を形成すればよい。排気孔１０によって、細管１７は、その管口が塞がれることなくフレアガラス１６に接着させることができる。
【００５０】
次に、図１に示すように、内部リード線１３の端部に、前述のように作製したバイメタル素子１４を接続する。また、ステム部２０（図２）と、バルブ６とを気密密着して、フレアステム７（図２においてフレアガラス１６）と排気管９（図２において細管１７）とバルブ６とから構成される容器２を形成する。排気管９から、容器２の内部の空気を排気して、放電ガスを吹き込み、排気管９の端部を溶封して、容器２を密閉する。次に、内部リード線１３及びバイメタル素子１４から構成される電極（可動極）３、及び内部リード線１５から構成される電極（対電極）４をそれぞれ電気的に接続した口金５を容器２に取り付ける。これにより、点灯管１が完成する。
【００５１】
上記ステム部２０とバルブ６との気密密着では、例えばバルブ６の有底の略円筒形の縁部と、フレアガラス１６の開口１６ｂとを、加熱して密着すればよい。また、電極３、４は、口金５と外部リード線１１、１２とを接続することによって、容器２の外部と電気的に接続される。
【実施例】
【００５２】
以下、実施例を用いて本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００５３】
（実施例１）
先ず、フレアガラスとして、鉛ガラス（Ｋ2Ｏ：４．７重量％、ＳｉＯ2：５７．５重量％、ＰｂＯ：２９．０重量％、Ａｌ2Ｏ3：１．０重量％、Ｎａ2Ｏ：７．８重量％）を、上部に開口を有するフレア状に形成した。外部リード線としてジュメット線が接続された内部リード線（ニッケル：９６．４重量％、マンガン：３重量％、鉄０．６重量％）を２本と、ガラス製の細管とを準備した。次に、図２に示したように、フレアガラスに内部リード線及び細管を、加熱しながら圧潰することによって、固定した。
【００５４】
次に、幅２ｍｍ、厚さ０．２ｍｍのワイヤー状のバイメタル前駆体（高膨張側組成：銅１６．５重量％−ニッケル１０．５重量％−マンガン７３重量％、低膨張側組成：鉄６４重量％−ニッケル３６重量％）を準備し、このバイメタル前駆体を２００℃で３時間大気中で加熱した。その後、このワイヤー状のバイメタル前駆体を長さ８ｍｍに切断してバイメタル素子を得た。このバイメタル素子の水素含有量を電子化学社製の昇温脱離分析装置（四重極型質量分析計）により測定したところ、０．３重量ｐｐｍであった。
【００５５】
その後、図１に示したように、一方の内部リード線の端部に、上記バイメタル素子を接続した。そして、上記フレアガラスと、ガラス製のバルブとを気密密着した。
【００５６】
このようにして、フレアステム（上述のフレアガラス）と排気管（上述の細管）とバルブとから構成され、内部に可動極と固定極からなる１対の電極を含む容器を形成した。次に、排気管を用いて、容器の内部の空気を排気して、放電ガス（ネオン：９４体積％、キセノン：６体積％）を吹き込んだ。このとき、容器内部のガス圧は、３．７ｋＰａとした。排気管のフレアステムに接続されていない端部を溶封して、容器を密閉した。最後に、口金に２本の外部リード線をそれぞれ電気的に接続してから、容器に口金を取り付けて、本実施例の点灯管を得た。
【００５７】
（実施例２）
バイメタル前駆体を２００℃で１時間加熱した以外は、実施例１と同様にして点灯管を作製した。用いたバイメタル素子の水素含有量を実施例１と同様にして測定したところ、１．００重量ｐｐｍであった。
【００５８】
（比較例１）
バイメタル前駆体を加熱処理しなかった以外は、実施例１と同様にして点灯管を作製した。用いたバイメタル素子の水素含有量を実施例１と同様にして測定したところ、１．４０重量ｐｐｍであった。
【００５９】
（比較例２）
バイメタル前駆体を加熱処理しなかった以外は、実施例１と同様にして点灯管を作製した。用いたバイメタル素子の水素含有量を実施例１と同様にして測定したところ、３．００重量ｐｐｍであった。
【００６０】
（比較例３）
水素雰囲気中で高膨張側金属と低膨張側金属を接合してバイメタル前駆体を作製し、且つ作製後のバイメタル前駆体を加熱処理しなかった以外は、実施例１と同様にして点灯管を作製した。用いたバイメタル素子の水素含有量を実施例１と同様にして測定したところ、４．４０重量ｐｐｍであった。
【００６１】
（比較例４）
バイメタル前駆体を２００℃で１０時間加熱した以外は、実施例１と同様にして点灯管を作製した。用いたバイメタル素子の水素含有量を実施例１と同様にして測定したところ、０．０５重量ｐｐｍであった。
【００６２】
＜寿命特性試験＞
実施例１、２、比較例１〜４の点灯管をそれぞれ５個ずつ用意して、下記のとおり寿命特性試験を行った。試験温度は室温（２５℃）とした。
【００６３】
先ず、点滅回数が０回の各点灯管を、蛍光ランプ（電力：４０Ｗ）に接続して、通電してからグロー放電するまでの時間（放電遅れ時間）及び通電してから蛍光ランプが点灯するまでの時間（点灯所要時間）を測定した。そして、各グループの点灯管のうち１個でも、定格電圧（２００Ｖ）で暗所放電遅れ時間が１秒以上又は下限電圧（１８０Ｖ）で明所点灯所要時間が８秒以上となった時点の点滅回数をそのグループの点灯管の寿命点滅回数とした。その結果を図３と表１に示す。なお、図３及び表１では、重量ｐｐｍをｗｔｐｐｍと表記し、以下も同様にした。
【００６４】
【表１】
【００６５】
図３及び表１から、バイメタル素子の水素含有量を１．００重量ｐｐｍ以下とすることにより寿命点滅回数を１８０００回以上とすることができ、特にバイメタル素子の水素含有量を０．５０重量ｐｐｍ以下とすることにより寿命点滅回数を２００００回以上とすることができる。一方、バイメタル素子の水素含有量が１．００重量ｐｐｍを超えて増加するにつれて寿命点滅回数が減少することが分かる。
【００６６】
また、比較例４の点灯管は、バイメタル素子の水素含有量が少なすぎるため、バイメタル素子の強度が低下し、寿命特性試験開始直後からバイメタル素子が動作不良となった点灯管が１個発生したため、その後の寿命特性試験はすべて中止した。
【００６７】
以上より、バイメタル素子の水素含有量は、０．１重量ｐｐｍ以上１．０重量ｐｐｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは０．３重量ｐｐｍ以上０．５重量ｐｐｍ以下である。
【００６８】
なお、ＪＩＳ規格Ｃ７６２２で規定されている耐久性試験の判定基準で、点灯管の寿命点滅回数は６０００回と設定されているので、本実施例の点灯管は、従来の点灯管に比べて長寿命の点灯管であるといえる。
【００６９】
＜熱処理時間の最適化＞
次に、バイメタル前駆体の加熱温度を２００℃に固定して熱処理時間を変化させて、熱処理時間とバイメタル素子の水素含有量との関係を検討した。熱処理時間が０時間のバイメタル素子として比較例２のバイメタル素子の水素含有量を採用し、熱処理時間が１時間のバイメタル素子として実施例２のバイメタル素子の水素含有量を採用し、熱処理時間が３時間のバイメタル素子として実施例１のバイメタル素子の水素含有量を採用した。また、実施例１のバイメタル前駆体の加熱時間を２時間、５時間にして、それぞれのバイメタル素子の水素含有量を実施例１と同様に測定した。その結果を図４に示す。
【００７０】
図４から、バイメタル前駆体の加熱温度が２００℃の場合、１時間以上加熱すれば、バイメタル素子の水素含有量を１．０重量ｐｐｍ以下にすることができることが分かる。また、前述の比較例４の結果を考慮すると、加熱時間は１時間以上５時間以下が好ましく、２時間以上３時間以下がより好ましいことが分かる。
【００７１】
＜熱処理温度の最適化＞
さらに、バイメタル前駆体の加熱時間を３時間に固定して熱処理温度を変化させて、熱処理温度とバイメタル素子の水素含有量との関係を検討した。熱処理温度が２５℃（室温）のバイメタル素子として比較例２のバイメタル素子の水素含有量を採用した。また、実施例１のバイメタル前駆体の加熱温度を１００℃〜３２０℃まで変化させて、それぞれのバイメタル素子の水素含有量を実施例１と同様に測定した。その結果を図５に示す。
【００７２】
図５から、バイメタル前駆体の加熱時間が３時間の場合、１２５℃以上で加熱すれば、バイメタル素子の水素含有量を１．０重量ｐｐｍ以下にすることができることが分かる。また、加熱温度が３００℃を超えるとバイメタルの機能が低下することを考慮すると、加熱温度は１２５℃以上３００℃以下が好ましく、２００℃以上２６０℃以下がより好ましいことが分かる。なお、図５において、２００℃での水素含有量は０．３質量ｐｐｍであり、２６０℃での水素含有量は０．２質量ｐｐｍである。
【００７３】
上記実施例では、対電極の表面へのランタンの被着、１対の電極の少なくとも一方の電極の表面への亜鉛の被着、及び容器の内表面へのアルミン酸塩又は／及び酸化アルミニウムの被着を行っていないが、これらを行っても同様の寿命特性を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
以上説明したように、本発明は、生産性及び経済性が高く、長寿命の点灯管を提供でき、その産業上の利用価値は大きい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の点灯管の一例を示す部分断面図である。
【図２】本発明の点灯管のステム部の製造方法の一例を説明する図である。
【図３】水素含有量と寿命点滅回数との関係を示す図である。
【図４】熱処理時間と水素含有量との関係を示す図である。
【図５】熱処理温度と水素含有量との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
１ 点灯管
２ 容器
３ 電極（可動極）
４ 電極（固定極）
５ 口金
６ バルブ
７ フレアステム
８ 容器内部
９ 排気管
１０ 排気孔
１１、１２ 外部リード線
１３、１５ 内部リード線
１４ バイメタル素子
１６ フレアガラス
１６ａ 小開口
１６ｂ 開口
１７ 細管
２０ ステム部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光ランプを始動させる点灯管及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から蛍光灯の起動用には点灯管（グロースタータ）が用いられている。近年、蛍光灯の自動オンオフシステムによる点滅回数の増加や、メンテナンスが困難な高所等に設置された蛍光灯のメンテナンスフリー化の対策として、点灯管の長寿命化の要求は増大している。
【０００３】
この点灯管はグロー放電を伴う点滅を繰り返して長期間使用されると、放電容器の各部材から徐々に不純ガスが放出され、点灯管の特性が低下するという問題がある。特に不純ガスとして水素の影響が大きく、水素の放出により、水素と他の不純物とが反応して放電阻害物質が生成され、点灯管の電極間にこの放電阻害物質が介在することにより、電極間の放電開始電圧が上昇し、点灯管の寿命特性が低下すると考えられる。この問題を解決するために、不純ガスを吸収する物質として、金属バリウムを点灯管の電極の表面に被着させることがよく知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、不純ガスを吸収する物質として、パラジウムとジルコニウムの合金を点灯管の内部に配置することも提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平７−２１９７４号公報
【特許文献２】特開平７−１０５８５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載された方法では、アジ化バリウム〔Ｂａ（Ｎ3）2〕を約２１０℃で加熱分解し、分解された窒素を放電容器から排出する必要があるため生産性が悪く、窒素の排出が不十分であると封入ガスのアルゴンに窒素が混入して不動作限界電圧が低下する問題がある。
【０００５】
また、特許文献２に記載された方法では、高価なパラジウム等を用いる必要があるため、経済的に不利であるという問題がある。
【０００６】
本発明は上記問題を解決したもので、生産性が高く、高価な材料が不要で、長寿命の点灯管を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の点灯管は、熱応動素子を含む可動極及び前記可動極の対電極からなる１対の電極と、放電ガスとを、密閉容器の内部に備えた点灯管であって、前記熱応動素子を構成する金属材料中の水素含有量が、０．１重量ｐｐｍ以上１．０重量ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の点灯管の製造方法は、熱応動素子を含む可動極及び前記可動極の対電極からなる１対の電極と、放電ガスとを、密閉容器の内部に備えた点灯管の製造方法であって、前記熱応動素子を構成する金属を１２５℃以上３００℃以下で、１時間以上５時間以下で加熱することにより、前記熱応動素子を構成する金属材料中の水素含有量を０．１重量ｐｐｍ以上１．０重量ｐｐｍ以下にする工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の点灯管は、生産性及び経済性が高く、長寿命化を実現できる。また、本発明の点灯管の製造方法は、長寿命の点灯管を合理的に製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（実施形態１）
先ず、本発明の点灯管の実施形態について説明する。本発明の点灯管は、熱応動素子を含む可動極及び可動極の対電極からなる１対の電極と、放電ガスとを、密閉容器の内部に備えている。また、熱応動素子を構成する金属材料中の水素含有量は、０．１重量ｐｐｍ以上１．０重量ｐｐｍ以下、より好ましくは０．３重量ｐｐｍ以上０．５重量ｐｐｍ以下に設定されている。
【００１１】
熱応動素子を構成する金属材料中の水素含有量を上記範囲内に設定することにより、点灯管がグロー放電を伴う点滅を繰り返して長期間使用されても、熱応動素子からの水素の放出が低減され、点灯管の寿命特性が向上する。即ち、熱応動素子としては、通常、金属薄板を２枚以上積層したバイメタルやトリメタルが用いられるが、その熱応動素子を作製する工程で水素等の不純ガスが、金属薄板自体に吸蔵又はその金属薄板の積層内面に吸着されやすい。このため、熱応動素子を点灯管に組み込む前に、熱応動素子を構成する金属材料中から水素を除去することにより、結果として密閉容器（バルブ）内の水素量を低減できる。その結果、点灯管の電極間の放電阻害物質が減少し、電極間の放電開始電圧の上昇が防止され、点灯管の寿命低下を抑制できる。
【００１２】
上記水素含有量が１．０重量ｐｐｍを超えると、点灯管の使用中に熱応動素子から放出される水素量が増大し、点灯管の長寿命化を図ることができない。また、上記水素含有量が０．１重量ｐｐｍ未満では、金属材料自体の強度が低下し、また金属薄板同士の接合力も低下し、熱応動素子として機能しなくなるおそれがある。
【００１３】
また、熱応動素子を構成する金属材料中の水素だけでなく、対電極を構成する金属材料中の水素含有量を低減してもよいが、通常熱応動素子からの水素の放出量が多いため、少なくとも熱応動素子を構成する金属材料中の水素含有量を低減すれば、点灯管の長寿命化を図ることができる。
【００１４】
また、上記対電極の表面にランタンを被着させることもできる。ランタンは電子放出物質であり、対電極の表面に被着させることにより、点灯管の動作作動電圧を下げる効果があり、これにより、定格入力電圧（１００Ｖ、２００Ｖ等）に合わせた最適な作動電圧に設定できる。ランタンの被着は、対電極の表面にランタンを塗布してもよいし、ペレット状のランタンを対電極に溶接してもよい。ランタンの被着量は、０．１ｍｇ以上１００ｍｇ以下とすればよい。
【００１５】
なお、熱応動素子にランタンを被着すると、熱応動素子の開閉動作に伴いランタンが剥離するおそれがあるので、好ましくない。
【００１６】
また、上記１対の電極の少なくとも一方の電極の表面に亜鉛を被着させることもできる。電極の表面に亜鉛を被着させることにより、電極からの電子放出性が向上し、蛍光ランプの暗所始動遅れ時間を短くできる。亜鉛の被着は、電極の表面に亜鉛をメッキしてもよいし、ペレット状の亜鉛を電極に溶接してもよい。亜鉛の被着量は、０．００５ｍｇ以上１．０ｍｇ以下とすればよい。
【００１７】
また、上記密閉容器（バルブ）の内表面に、アルミン酸塩及び酸化アルミニウムから選ばれる少なくとも１つを被着させることもできる。アルミン酸塩及び酸化アルミニウムは、動作電圧上昇抑制物質であり、密閉容器の内表面に被着させることにより、蛍光ランプの暗所始動遅れ時間を短くでき、それと同時に寿命後半の動作電圧の上昇を抑制することができる。アルミン酸塩又は／及び酸化アルミニウムの被着量は、０．１ｍｇ／ｃｍ2以上０．６ｍｇ／ｃｍ2以下とすればよい。
【００１８】
上記動作電圧上昇抑制物質としては、例えば、アルミン酸バリウム（ＢａＡｌ12Ｏ19）、アルミン酸マグネシウム（ＭｇＡｌ2Ｏ4）、アルミン酸ストロンチウム（ＳｒＡｌ12Ｏ19）、アルミン酸カルシウム（ＣａＡｌ12Ｏ19）等のアルミン酸塩、又は例えば、アルミン酸バリウムストロンチウム（Ｂａ，Ｓｒ）Ａｌ2Ｏ4等のアルカリ土類金属を一種以上含むアルカリ土類アルミン酸塩、又はγ族アルミナ、即ち高活性アルミナや、η−アルミナ及びθ−アルミナからなる活性アルミナ等が使用できる。高活性アルミナは、アルコール水溶液を分散媒にして使用するか、あるいは乾式塗布等の導入プロセスを適正に選ぶことにより、約１２０ｍ2／ｇという極めて大きいＢＥＴ値を確保できるため、不純ガス吸蔵能力に優れている。また、上記動作電圧上昇抑制物質としては、バリウム（Ｂａ）を含みユーロピウム（Ｅｕ）などの付活剤を有するアルミン酸塩系の蛍光体であってもよい。
【００１９】
以下、本発明の点灯管の実施形態を図面を用いて説明する。
【００２０】
図１は、本発明の点灯管の一例を示す部分断面図である。本実施形態の点灯管１は、密閉された容器２の内部（容器内部８）に、電極（可動極）３と、可動極３と対をなす電極（対電極）４と、放電ガスとを備えている。
【００２１】
容器２は、バルブ６、フレアステム７及び排気管９によって密閉されている。フレアステム７には、容器内部８に放電ガスを封入する際に使用される排気管９が、排気孔１０を介して容器内部８に連通して接続されている。排気管９の一方の端部は、排気孔１０でフレアステム７に接着され、もう一方の端部は塞がれている。また、容器２の電極３、４が固定されている側の端部を覆うように、口金５が取り付けられ、電極３、４と電気的に接続されている。
【００２２】
可動極３は、熱応動素子であるバイメタル素子１４と、内部リード線１３とを備えている。また、内部リード線１５が伸びて形成されている対電極（固定極）４は、可動極３と接離可能な状態で対向している。バイメタル素子１４に代えて、トリメタル素子又は加熱により変形する形状記憶合金からなるモノメタル素子を使用することもできる。
【００２３】
バイメタル素子１４を構成する金属材料中の水素含有量は、０．１重量ｐｐｍ以上１．０重量ｐｐｍ以下、より好ましくは０．３重量ｐｐｍ以上０．５重量ｐｐｍ以下に設定されている。これにより、容器内部８に放出される水素量を低減でき、点灯管１の長寿命化を図ることができる。
【００２４】
対電極４の表面には前述のランタンを被着することもでき、また、可動極３及び対電極４の少なくとも一方には前述の亜鉛を被着させることもできる。さらに、バルブ６の内表面には前述のアルミン酸塩又は／及び酸化アルミニウムを被着させることもできる。
【００２５】
フレアステム７の材料は限定されず、ガラス、樹脂等を用いることができる。また、フレアステム７の形状は、傘のような形であり、その裾部がバルブ６の開放側の端部に封着された構造であるが、この形状に特に限定されるものではない。
【００２６】
バルブ６の材料は、上記放電及び加熱に耐えうる材料であれば特に限定されないが、一般的にはガラス、樹脂等を用いればよい。また、バルブ６の形状は、一端部が閉塞した略円筒形であるが、この形状に特に限定されるものではない。
【００２７】
放電ガスは、放電に適した気体であれば特に限定されないが、一般的にはヘリウム、ネオン、アルゴン及びキセノンから選ばれる１種のガス、又はこれらの混合ガス等を用いればよい。特に、アルゴンガス、又はネオンとアルゴンとの混合ガスが好適に用いられる。
【００２８】
放電ガスの封入量は、放電を開始でき持続できれば特に限定されないが、容器内部８のガス圧を数ｋＰａ〜数１００ｋＰａ、より好ましくは１〜１０ｋＰａとすればよい。
【００２９】
内部リード線１３、１５の材料は、特に限定されるものではなく、例えばマンガン・ニッケル合金等を用いることができる。
【００３０】
ここで、点灯管１を使用して蛍光灯（図示せず）を点灯させる際の点灯管１の動作について説明する。
【００３１】
点灯管１の電極３、４に所定の電圧が印加されると、電極間にグロー放電が生じる。本実施形態の点灯管１に用いたバイメタル素子１４を構成する金属材料中の水素含有量は、前述のように低減されているので、結果として容器内部８に放出される水素量も低減され、そのためグロー放電がスムーズに生じるものと考えられる。
【００３２】
このグロー放電の熱によって、バイメタル素子１４が変形、即ち電極３が可動して、電極４に接触する。これにより、短絡電流が流れて蛍光ランプのフィラメント電極（不図示）が予熱される。電極３、４同士が接触すると、短絡電流が流れ、グロー放電が停止する。グロー放電が停止すると、バイメタル素子１４は次第に冷却されるので、元の形状に変形、即ち電極３が可動して、電極４から離れ、短絡電流も停止する。その際にパルス電圧が生じて、蛍光ランプ内に放電が生じ、蛍光ランプは点灯する。
【００３３】
本実施形態では、対電極４として、固定極を用いたが、可動極としてもよい。即ち、１対の電極は、一方が可動極であっても両方が可動極であってもよい。
【００３４】
（実施形態２）
次に、本発明の点灯管の製造方法の実施形態について説明する。但し、実施形態１の説明と重複する事項の説明は省略する場合がある。
【００３５】
本発明の点灯管の製造方法は、実施形態１の点灯管を製造する方法であり、熱応動素子を構成する金属を１２５℃以上３００℃以下、より好ましくは２００℃以上２６０℃以下で、１時間以上５時間以下、より好ましくは２時間以上３時間以下で加熱することにより、熱応動素子を構成する金属材料中の水素含有量を０．１重量ｐｐｍ以上１．０重量ｐｐｍ以下、より好ましくは０．３重量ｐｐｍ以上０．５重量ｐｐｍ以下に設定する工程を含んでいる。
【００３６】
上記工程を行うことにより、点灯管がグロー放電を伴う点滅を繰り返して長期間使用されても、熱応動素子からの水素の放出が低減され、点灯管の長寿命化を図ることができる。また、上記工程は、従来の点灯管の製造工程を大きく変更することなく行え、さらに高価な材料も不要であるため、生産性及び経済性が高い。
【００３７】
加熱温度が１２５℃未満では水素含有量を１．０重量ｐｐｍ以下にすることが困難で、３００℃を超えるとバイメタル素子の高膨張側金属と低膨張側金属との剥離が生じ、バイメタルとしての機能が低下するおそれがある。また、加熱時間が１時間未満では水素含有量を１．０重量ｐｐｍ以下にすることが困難で、５時間を超えるとバイメタル素子の水素含有量が少なくなりすぎて、バイメタル素子の強度が低下し、バイメタルとしての機能が低下するおそれがある。
【００３８】
上記工程における雰囲気は特に限定されず、大気中で行うことができる。
【００３９】
また、熱応動素子を構成する金属だけでなく、対電極を構成する金属も上記と同様にして加熱処理してもよいが、通常熱応動素子からの水素の放出量が多いため、少なくとも熱応動素子を構成する金属材料中の水素含有量を低減すれば、点灯管の長寿命化を図ることができる。
【００４０】
また、上記対電極の表面にランタンを被着させる工程をさらに行ってもよい。これにより、点灯管の動作作動電圧を下げることができる。
【００４１】
また、上記１対の電極の少なくとも一方の電極の表面に亜鉛を被着させる工程をさらに行ってもよい。これにより、電極からの電子放出性が向上し、蛍光ランプの暗所始動遅れ時間を短くできる。
【００４２】
また、上記密閉容器の内表面に、アルミン酸塩及び酸化アルミニウムから選ばれる少なくとも１つを被着させる工程をさらに行ってもよい。これにより、蛍光ランプの暗所始動遅れ時間を短くでき、それと同時に寿命後半の動作電圧の上昇を抑制することができる。
【００４３】
以下、本発明の点灯管の製造方法の実施形態を図面を用いて説明する。但し、図１及び図２において同じ部位には、同一の符号を付けて、重複する説明を省略する場合がある。
【００４４】
先ず、本発明で用いる熱応動素子の製造方法の一例を説明する。ここでは、熱応動素子の一例であるバイメタル素子の製造方法を説明する。通常、バイメタル素子の材料は、予め２枚の金属薄板を接合させたワイヤー状のバイメタル前駆体として供給される。供給されたワイヤー状のバイメタル前駆体は洗浄された後、大気中で加熱処理される。加熱温度は、１２５℃以上３００℃以下、より好ましくは２００℃以上２６０℃以下とすればよい。また、加熱時間は、１時間以上５時間以下、より好ましくは２時間以上５時間以下とすればよい。次に、加熱処理後のワイヤー状のバイメタル前駆体を所定の大きさに切断して、バイメタル素子が作製される。
【００４５】
図２は、本発明の点灯管のステム部の製造方法の一例を説明する図である。本実施形態の点灯管の製造方法では、まず、図２Ａに示すように、フレアガラス１６の小開口１６ａに内部リード線１３、１５を、フレアガラス１６の開口１６ｂに細管１７を、それぞれ挿入する。次に、図２Ｂに示すように、フレアガラス１６の上部（小開口１６ａ側）に、内部リード線１３、１５及び細管１７を固定して、ステム部２０を得る。
【００４６】
フレアガラス１６は、例えば傘のような形状であり、傘の裾にあたる開口１６ｂと、傘の上部に小開口１６ａとを備えればよい。
【００４７】
内部リード線１３、１５には、外部リード線１１、１２が導通接続されている。また、内部リード線１５は、内部リード線１３より長尺に設定してある。
【００４８】
上記小開口１６ａに内部リード線１３、１５を挿入する際には、外部リード線１１、１２は、フレアガラス１６の内表面側から開口１６ｂを通って外部に出るように配置すればよい。
【００４９】
上記内部リード線１３、１５及び細管１７をフレアガラス１６に固定する際には、フレアガラス１６の上部（小開口１６ａ側）を、例えば外部から加熱しながら圧潰して、内部リード線１３、１５及び細管１７をフレアガラス１６に封装すればよい。フレアガラス１６の上部を外側から圧潰することによって、内部リード線１３、１５と、細管１７とを、フレアガラス１６に密着できる。また、上記圧潰する際には、フレアガラス１６の外部にある細管１７の端部から、フレアガラス１６の内側の端部へ、エアを吹き込み、軟化しているフレアガラス１６の側面の一部をエアで吹き破って、排気孔１０を形成すればよい。排気孔１０によって、細管１７は、その管口が塞がれることなくフレアガラス１６に接着させることができる。
【００５０】
次に、図１に示すように、内部リード線１３の端部に、前述のように作製したバイメタル素子１４を接続する。また、ステム部２０（図２）と、バルブ６とを気密密着して、フレアステム７（図２においてフレアガラス１６）と排気管９（図２において細管１７）とバルブ６とから構成される容器２を形成する。排気管９から、容器２の内部の空気を排気して、放電ガスを吹き込み、排気管９の端部を溶封して、容器２を密閉する。次に、内部リード線１３及びバイメタル素子１４から構成される電極（可動極）３、及び内部リード線１５から構成される電極（対電極）４をそれぞれ電気的に接続した口金５を容器２に取り付ける。これにより、点灯管１が完成する。
【００５１】
上記ステム部２０とバルブ６との気密密着では、例えばバルブ６の有底の略円筒形の縁部と、フレアガラス１６の開口１６ｂとを、加熱して密着すればよい。また、電極３、４は、口金５と外部リード線１１、１２とを接続することによって、容器２の外部と電気的に接続される。
【実施例】
【００５２】
以下、実施例を用いて本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００５３】
（実施例１）
先ず、フレアガラスとして、鉛ガラス（Ｋ2Ｏ：４．７重量％、ＳｉＯ2：５７．５重量％、ＰｂＯ：２９．０重量％、Ａｌ2Ｏ3：１．０重量％、Ｎａ2Ｏ：７．８重量％）を、上部に開口を有するフレア状に形成した。外部リード線としてジュメット線が接続された内部リード線（ニッケル：９６．４重量％、マンガン：３重量％、鉄０．６重量％）を２本と、ガラス製の細管とを準備した。次に、図２に示したように、フレアガラスに内部リード線及び細管を、加熱しながら圧潰することによって、固定した。
【００５４】
次に、幅２ｍｍ、厚さ０．２ｍｍのワイヤー状のバイメタル前駆体（高膨張側組成：銅１６．５重量％−ニッケル１０．５重量％−マンガン７３重量％、低膨張側組成：鉄６４重量％−ニッケル３６重量％）を準備し、このバイメタル前駆体を２００℃で３時間大気中で加熱した。その後、このワイヤー状のバイメタル前駆体を長さ８ｍｍに切断してバイメタル素子を得た。このバイメタル素子の水素含有量を電子化学社製の昇温脱離分析装置（四重極型質量分析計）により測定したところ、０．３重量ｐｐｍであった。
【００５５】
その後、図１に示したように、一方の内部リード線の端部に、上記バイメタル素子を接続した。そして、上記フレアガラスと、ガラス製のバルブとを気密密着した。
【００５６】
このようにして、フレアステム（上述のフレアガラス）と排気管（上述の細管）とバルブとから構成され、内部に可動極と固定極からなる１対の電極を含む容器を形成した。次に、排気管を用いて、容器の内部の空気を排気して、放電ガス（ネオン：９４体積％、キセノン：６体積％）を吹き込んだ。このとき、容器内部のガス圧は、３．７ｋＰａとした。排気管のフレアステムに接続されていない端部を溶封して、容器を密閉した。最後に、口金に２本の外部リード線をそれぞれ電気的に接続してから、容器に口金を取り付けて、本実施例の点灯管を得た。
【００５７】
（実施例２）
バイメタル前駆体を２００℃で１時間加熱した以外は、実施例１と同様にして点灯管を作製した。用いたバイメタル素子の水素含有量を実施例１と同様にして測定したところ、１．００重量ｐｐｍであった。
【００５８】
（比較例１）
バイメタル前駆体を加熱処理しなかった以外は、実施例１と同様にして点灯管を作製した。用いたバイメタル素子の水素含有量を実施例１と同様にして測定したところ、１．４０重量ｐｐｍであった。
【００５９】
（比較例２）
バイメタル前駆体を加熱処理しなかった以外は、実施例１と同様にして点灯管を作製した。用いたバイメタル素子の水素含有量を実施例１と同様にして測定したところ、３．００重量ｐｐｍであった。
【００６０】
（比較例３）
水素雰囲気中で高膨張側金属と低膨張側金属を接合してバイメタル前駆体を作製し、且つ作製後のバイメタル前駆体を加熱処理しなかった以外は、実施例１と同様にして点灯管を作製した。用いたバイメタル素子の水素含有量を実施例１と同様にして測定したところ、４．４０重量ｐｐｍであった。
【００６１】
（比較例４）
バイメタル前駆体を２００℃で１０時間加熱した以外は、実施例１と同様にして点灯管を作製した。用いたバイメタル素子の水素含有量を実施例１と同様にして測定したところ、０．０５重量ｐｐｍであった。
【００６２】
＜寿命特性試験＞
実施例１、２、比較例１〜４の点灯管をそれぞれ５個ずつ用意して、下記のとおり寿命特性試験を行った。試験温度は室温（２５℃）とした。
【００６３】
先ず、点滅回数が０回の各点灯管を、蛍光ランプ（電力：４０Ｗ）に接続して、通電してからグロー放電するまでの時間（放電遅れ時間）及び通電してから蛍光ランプが点灯するまでの時間（点灯所要時間）を測定した。そして、各グループの点灯管のうち１個でも、定格電圧（２００Ｖ）で暗所放電遅れ時間が１秒以上又は下限電圧（１８０Ｖ）で明所点灯所要時間が８秒以上となった時点の点滅回数をそのグループの点灯管の寿命点滅回数とした。その結果を図３と表１に示す。なお、図３及び表１では、重量ｐｐｍをｗｔｐｐｍと表記し、以下も同様にした。
【００６４】
【表１】
【００６５】
図３及び表１から、バイメタル素子の水素含有量を１．００重量ｐｐｍ以下とすることにより寿命点滅回数を１８０００回以上とすることができ、特にバイメタル素子の水素含有量を０．５０重量ｐｐｍ以下とすることにより寿命点滅回数を２００００回以上とすることができる。一方、バイメタル素子の水素含有量が１．００重量ｐｐｍを超えて増加するにつれて寿命点滅回数が減少することが分かる。
【００６６】
また、比較例４の点灯管は、バイメタル素子の水素含有量が少なすぎるため、バイメタル素子の強度が低下し、寿命特性試験開始直後からバイメタル素子が動作不良となった点灯管が１個発生したため、その後の寿命特性試験はすべて中止した。
【００６７】
以上より、バイメタル素子の水素含有量は、０．１重量ｐｐｍ以上１．０重量ｐｐｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは０．３重量ｐｐｍ以上０．５重量ｐｐｍ以下である。
【００６８】
なお、ＪＩＳ規格Ｃ７６２２で規定されている耐久性試験の判定基準で、点灯管の寿命点滅回数は６０００回と設定されているので、本実施例の点灯管は、従来の点灯管に比べて長寿命の点灯管であるといえる。
【００６９】
＜熱処理時間の最適化＞
次に、バイメタル前駆体の加熱温度を２００℃に固定して熱処理時間を変化させて、熱処理時間とバイメタル素子の水素含有量との関係を検討した。熱処理時間が０時間のバイメタル素子として比較例２のバイメタル素子の水素含有量を採用し、熱処理時間が１時間のバイメタル素子として実施例２のバイメタル素子の水素含有量を採用し、熱処理時間が３時間のバイメタル素子として実施例１のバイメタル素子の水素含有量を採用した。また、実施例１のバイメタル前駆体の加熱時間を２時間、５時間にして、それぞれのバイメタル素子の水素含有量を実施例１と同様に測定した。その結果を図４に示す。
【００７０】
図４から、バイメタル前駆体の加熱温度が２００℃の場合、１時間以上加熱すれば、バイメタル素子の水素含有量を１．０重量ｐｐｍ以下にすることができることが分かる。また、前述の比較例４の結果を考慮すると、加熱時間は１時間以上５時間以下が好ましく、２時間以上３時間以下がより好ましいことが分かる。
【００７１】
＜熱処理温度の最適化＞
さらに、バイメタル前駆体の加熱時間を３時間に固定して熱処理温度を変化させて、熱処理温度とバイメタル素子の水素含有量との関係を検討した。熱処理温度が２５℃（室温）のバイメタル素子として比較例２のバイメタル素子の水素含有量を採用した。また、実施例１のバイメタル前駆体の加熱温度を１００℃〜３２０℃まで変化させて、それぞれのバイメタル素子の水素含有量を実施例１と同様に測定した。その結果を図５に示す。
【００７２】
図５から、バイメタル前駆体の加熱時間が３時間の場合、１２５℃以上で加熱すれば、バイメタル素子の水素含有量を１．０重量ｐｐｍ以下にすることができることが分かる。また、加熱温度が３００℃を超えるとバイメタルの機能が低下することを考慮すると、加熱温度は１２５℃以上３００℃以下が好ましく、２００℃以上２６０℃以下がより好ましいことが分かる。なお、図５において、２００℃での水素含有量は０．３質量ｐｐｍであり、２６０℃での水素含有量は０．２質量ｐｐｍである。
【００７３】
上記実施例では、対電極の表面へのランタンの被着、１対の電極の少なくとも一方の電極の表面への亜鉛の被着、及び容器の内表面へのアルミン酸塩又は／及び酸化アルミニウムの被着を行っていないが、これらを行っても同様の寿命特性を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
以上説明したように、本発明は、生産性及び経済性が高く、長寿命の点灯管を提供でき、その産業上の利用価値は大きい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の点灯管の一例を示す部分断面図である。
【図２】本発明の点灯管のステム部の製造方法の一例を説明する図である。
【図３】水素含有量と寿命点滅回数との関係を示す図である。
【図４】熱処理時間と水素含有量との関係を示す図である。
【図５】熱処理温度と水素含有量との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
１ 点灯管
２ 容器
３ 電極（可動極）
４ 電極（固定極）
５ 口金
６ バルブ
７ フレアステム
８ 容器内部
９ 排気管
１０ 排気孔
１１、１２ 外部リード線
１３、１５ 内部リード線
１４ バイメタル素子
１６ フレアガラス
１６ａ 小開口
１６ｂ 開口
１７ 細管
２０ ステム部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱応動素子を含む可動極及び前記可動極の対電極からなる１対の電極と、放電ガスとを、密閉容器の内部に備えた点灯管であって、
前記熱応動素子を構成する金属材料中の水素含有量が、０．１重量ｐｐｍ以上１．０重量ｐｐｍ以下であることを特徴とする点灯管。
【請求項２】
前記対電極の表面には、ランタンが被着している請求項１に記載の点灯管。
【請求項３】
前記１対の電極の少なくとも一方の電極の表面には、亜鉛が被着している請求項１に記載の点灯管。
【請求項４】
前記密閉容器の内表面には、アルミン酸塩及び酸化アルミニウムから選ばれる少なくとも１つが被着している請求項１に記載の点灯管。
【請求項５】
熱応動素子を含む可動極及び前記可動極の対電極からなる１対の電極と、放電ガスとを、密閉容器の内部に備えた点灯管の製造方法であって、
前記熱応動素子を構成する金属を１２５℃以上３００℃以下で、１時間以上５時間以下で加熱することにより、前記熱応動素子を構成する金属材料中の水素含有量を０．１重量ｐｐｍ以上１．０重量ｐｐｍ以下にする工程を含むことを特徴とする点灯管の製造方法。
【請求項６】
前記対電極の表面にランタンを被着させる工程をさらに含む請求項５に記載の点灯管の製造方法。
【請求項７】
前記１対の電極の少なくとも一方の電極の表面に亜鉛を被着させる工程をさらに含む請求項５に記載の点灯管の製造方法。
【請求項８】
前記密閉容器の内表面に、アルミン酸塩及び酸化アルミニウムから選ばれる少なくとも１つを被着させる工程をさらに含む請求項５に記載の点灯管の製造方法。
【請求項１】
熱応動素子を含む可動極及び前記可動極の対電極からなる１対の電極と、放電ガスとを、密閉容器の内部に備えた点灯管であって、
前記熱応動素子を構成する金属材料中の水素含有量が、０．１重量ｐｐｍ以上１．０重量ｐｐｍ以下であることを特徴とする点灯管。
【請求項２】
前記対電極の表面には、ランタンが被着している請求項１に記載の点灯管。
【請求項３】
前記１対の電極の少なくとも一方の電極の表面には、亜鉛が被着している請求項１に記載の点灯管。
【請求項４】
前記密閉容器の内表面には、アルミン酸塩及び酸化アルミニウムから選ばれる少なくとも１つが被着している請求項１に記載の点灯管。
【請求項５】
熱応動素子を含む可動極及び前記可動極の対電極からなる１対の電極と、放電ガスとを、密閉容器の内部に備えた点灯管の製造方法であって、
前記熱応動素子を構成する金属を１２５℃以上３００℃以下で、１時間以上５時間以下で加熱することにより、前記熱応動素子を構成する金属材料中の水素含有量を０．１重量ｐｐｍ以上１．０重量ｐｐｍ以下にする工程を含むことを特徴とする点灯管の製造方法。
【請求項６】
前記対電極の表面にランタンを被着させる工程をさらに含む請求項５に記載の点灯管の製造方法。
【請求項７】
前記１対の電極の少なくとも一方の電極の表面に亜鉛を被着させる工程をさらに含む請求項５に記載の点灯管の製造方法。
【請求項８】
前記密閉容器の内表面に、アルミン酸塩及び酸化アルミニウムから選ばれる少なくとも１つを被着させる工程をさらに含む請求項５に記載の点灯管の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−２１８１０１（Ｐ２００８−２１８１０１Ａ）
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５１８１２（Ｐ２００７−５１８１２）
【出願日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
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