JPH0339385B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はメタルハライドランプに関するもので
ある。

従来例の構成とその問題点 メタルハライドランプは高効率ですぐれた演色
性をもつ白色光源として普及しつつあるが、始動
電圧が従来の高圧水銀ランプよりも高く、一般に
普及している安価な高圧水銀ランプ用安定器を用
いることができるように、種々工夫されている。
その一例として、外管内にグロー放電管を内蔵し
た構造が知られている。

このような構造は、グロー放電管を発光管と並
列に接続した回路を用いた低ワツトの高圧ナトリ
ウムランプや、グロー放電管と電流制限素子との
直列体を発光管と並列に接続した回路を用いた高
ワツトの高圧ナトリウムランプにおいて採用され
ている。高圧ナトリウムランプでは、外管内は高
眞空に維持されているため、外管内でのガスの対
流がなくグロー放電管の耐熱性について特別の配
慮をはらう必要はない。したがつて、高圧ナトリ
ウムランプの場合は、外管内の比較的自由な位置
にグロー放電管を配設することができる。

しかしながら、メタルハライドランプではよく
知られているように、光電効果によるナトリウム
の消失防止のため、外管内に不活性ガスが封入さ
れているのが一般的であり、この場合は点灯時に
おいて発光管より上側部位にグロー放電管を配設
すると、グロー放電管の温度はその耐熱温度以上
に上昇することがあり、この結果動程中にグロー
放電管内に不純ガスが発生してグロー放電管の放
電開始電圧が200V以上に上昇し、高圧水銀ラン
プ用安定器では始動しなくなるという不具合があ
つた。

これを防止する一手段として、点灯時において
グロー放電管を発光管より下側部位になるよう配
設したメタルハライドランプが特開昭55−59651
号公報に開示されている。

このメタルハライドランプの点灯回路を示す第
１図において、１は発光管で、一端部には補助電
極２とこれと隣接する主電極３が封着され、他端
部には主電極４が封着されている。グロー放電管
５と熱応動スイツチ６と電流制限素子７との直列
体が発光管１と並列に接続されている。８は始動
抵抗で、電流制限素子７と熱応動スイツチ６の接
続点と、補助電極２との間に挿入されている。９
は内部に不活性ガスが封入された外管、１０は口
金である。

かかる回路構成において、安定器（図示せず）
を通じて口金部１０から電圧が印加されると、電
流制限素子７と熱応動スイツチ６を通じてグロー
放電管５に電圧が印加されてグロー放電管５の接
点が開閉するので、電流を断続する結果、安定器
にパルス電圧が発生し、このパルス電圧が発光管
１に印加されてランプが始動する。

しかしながら、かかる回路での動作を詳細に検
討した結果、かかるパルス電圧はグロー放電管５
の接点が開放する際に発生するが、このパルス電
圧は主電極３，４間には印加されるものの、補助
電極２と主電極３との間には印加されず（グロー
放電管の接点が開放状態になつているため）、補
助電極２と主電極３との間に電圧が印加されるの
はグロー放電管５の接点が閉成状態になつている
時のみであつて、通常の電源電圧のみが印加され
る結果となり、そのためにランプを始動させる能
力が劣ることが判明した。

そこで、発明者らは検討の結果、第２図に示す
ような点灯回路を考えた。

第２図に示す点灯回路では、始動抵抗８を介し
て補助電極２に反対電位を印加する回路が、グロ
ー放電管５、熱応動スイツチ６および電流制限素
子７の回路とは別回路で構成されているので、前
述のパルス電圧は主電極３，４間だけでなく、補
助電極２と主電極３の間にも印加されて始動電圧
の低下が図れる。ところが、このような構成のメ
タルハライドランプは、安定点灯中に補助電極２
と主電極３を同電位として発光管１の封着部の電
気分解現象を防止するために、熱応動スイツチ１
１をさらに必要とし、外管９内に２個の熱応動ス
イツチを組込むために、複雑な構造となり、信頼
性も低下するという問題がある。

発明の目的 本発明は簡単な構造であり、長期動程中を通じ
てランプの始動電圧を低く維持し長寿命であるメ
タルハライドランプを提供するものである。

発明の構成 本発明は主電極と補助電極とに反対電位が印加
されるように構成された発光管、熱応動スイツ
チ、ランプ点灯中前記発光管の下側部位になるよ
うに配設されたグロー放電管とこれに流れる電流
を制限する電流制限素子との直列体、およびこれ
らの発光管、熱応動スイツチならびに直列体を収
納する不活性ガスが封入された外管を備え、前記
熱応動スイツチとして、ランプ始動時には前記直
列体を前記発光管と並列に接続し、ランプ始動後
には発光管の熱により作動して隣接する前記主電
極および補助電極間を短絡するように構成された
２接点形スイツチを用いることにより、簡単な構
造で、長期動程中に通じてランプ始動電圧を低く
維持し得るようにしたものである。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例について図面を参照し
て説明する。

第３図において、発光管１の内部には金属ハロ
ゲン化物、水銀および希ガスが封入されており、
その両端部には主電極３，４が封着され、これら
の主電極のうち主電極３に隣接して補助電極２が
封着されている。補助電極２には始動抵抗８を介
して主電極３の電位と反対電位が印加されるよう
になつている。グロー放電管５はランプ点灯中発
光管１の下側部位になるように配設され、これに
流れる電流を制限すべく電流制限素子７が直列に
接続されている。

熱応動スイツチ１２は２接点形スイツチからな
つており、ランプ始動時にはグロー放電管５と電
流制限素子７との直列体を発光管１と並列に接続
し、ランプ始動後には発光管１の熱により作動し
て主電極３と補助電極２との間を短絡するように
構成されている。

外管９内には不活性ガスが封入されており、こ
の中に発光管１、グロー放電管５、電流制限抵抗
７、始動抵抗８および熱応動スイツチ１２が収納
されている。

次に、本発明の具体的な例を第４図を参照して
説明する。

このメタルハライドランプは定格電力400W、
定格ランプ電流３・3A、定格ランプ電圧130Vで
動作するよう設計されたもので、石英製の発光管
１の口金側の一端部には補助電極２とこれと隣接
する主電極３とが封着され、他端部には主電極４
が封着され、内部に沃化スカンジウム（ScI₃）と
沃化ナトリウム（NaI）との混合沃化物が約37
mg、水銀56mgおよびアルゴンが35Torr封入され
ている。発光管内径は19.5mmで、主電極間距離は
約45mmである。主電極３，４は、酸化トリウム
（ThO₂）を1.5％含有する直径0.8mmのトリエテツ
ドタングステンからなる電極棒、２重コイルから
なるアウターコイルおよび３重コイルで酸化スカ
ンジウム（Sc₂O₃）エミツタを内蔵するインナー
コイルからなつている。グロー放電管５は、口金
上点灯の場合に外管９内の最冷温度域となる発光
管１の下側部位に固定されており、リード線の一
方はフレーム枠体１３に溶接され、他方は主電極
４の外部リード線に溶接されている。グロー放電
管５の内部には、ヘリウム93％、水素５％、およ
びアルゴン２％（容積比）からなる混合ガスが
40Torr封入されており、軟質ガラス製の容器内
に２枚のバイメタル板が相対向して配置され、接
点部にはタングステン棒が溶接されている。約
300Ωの炭素皮膜抵抗からなる電流制限素子７、
２接点形の熱応動スイツチ１２および始動抵抗８
は発光管１と口金１０との間にマウントされてい
る。

このような構造を有するメタルハライドランプ
を口金１０が上側に位置するように、点灯する
と、ランプ電圧126V、ランプ電流3.37A、ランプ
電力397Wで光束が40670ｍ、効率が102.4
ｍ／Ｗとなり、約7000時間の動程中を通じて
160V〜175Vの始動電圧を維持した。また、発光
管１の封着部の電気分解によるクラツク等も発生
せず、信頼性の高い特性が得られた。

これに対して、上記と同じ発光管を用いた第１
図に示す構造のメタルハライドランプでは、約
7000時間の動程中に始動電圧が著しく上昇して
205Vとなり、200Vを越えてしまつた。

第５図は本発明の他の実施例を示すもので、熱
応動スイツチ１２および電流制限素子７をユニツ
ト化して外管９内に組込んだものであり、第６図
はそのユニツト化した部品の詳細を示すものであ
る。

ユニツト化した部品について第６図を参照して
説明すると、アルミナ等の絶縁基板１４に５本の
アンカーロツド１５，１６，１７，１８，１９が
銀ろう等によつて固着されている。長さが20mmの
バイメタル板２０の一端部には接点棒２１が、他
端部にはばね体２２の一端部がそれぞれ溶接され
ている。ばね体２２の他端部はアンカーロツド１
８の先端部に接続されており、この溶接個所を支
点としてバイメタル板２０、接点棒２１およびば
ね体２２が動けるようになつている。すなわち、
ランプ点灯中発光管１の熱によりバイメタル板２
０が変形して、接点棒２１が接点部であるアンカ
ーロツド１６から同じくアンカーロツド１７へと
切り換わるようになつている。アンカーロツド１
６，１７はモリブデン棒からなり、その間隔は３
mmである。電流制限素子７の２本の端子リード２
３，２４はそれぞれアンカーロツド１７，１９に
溶接されている。

アンカーロツド１５，１８はフレーム枠体２５
への取付用端子であり、これらのうちアンカーロ
ツド１８はバイメタル板２０、接点棒２１および
ばね体２２の支持を兼ねている。アンカーロツド
１６は始動抵抗８の取付用端子を兼ねている。

このように、２接点形の熱応動スイツチ１２等
をユニツト化した構造のものにおいては、熱応動
スイツチの接点部間隔を正確に設定することがで
き、また振動等によつて接点部間隔が簡単に変位
しない耐振構造を容易に実現することができ、さ
らに外管９内への熱応動スイツチ１２等の組込み
作業を能率化することができるものである。

なお、本発明はSc−Na系のメタルハライドラ
ンプのみならず、たとえば、Dy−Tl−Na系や
Tm−Tl−Na系のメタルハライドランプなどに
ももちろん実施することができるものである。

発明の効果 以上説明したように、本発明は長期動程中を通
じて始動電圧の上昇が少なく、確実に始動するこ
とができ、また熱応動スイツチが１個の使用です
むため、構造が簡単で、信頼性の向上が図れる等
のすぐれた効果を有するメタルハライドランプを
提供することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のメタルハライドランプの点灯回
路を示す図、第２図は本発明の完全に先立つて検
討したメタルハライドランプの点灯回路を示す
図、第３図は本発明の一実施例であるメタルハラ
イドランプの点灯回路を示す図、第４図は同じく
メタルハライドランプを示す正面図、第５図は本
発明の他の実施例であるメタルハライドランプを
示す正面図、第６図はその一部を示す斜視図であ
る。 １……発光管、２……補助電極、３，４……主
電極、５……グロー放電管、７……電流制限用抵
抗、８……始動抵抗、９……外管、１２……熱応
動スイツチ、１５，１６，１７，１８，１９……
アンカーロツド、２０……バイメタル板、２１…
…接点棒、２２……ばね体、２３，２４……端子
リード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 少なくとも一方の主電極に隣接して補助電極
   を設け、かつ前記補助電極に始動抵抗を介して前
   記主電極の電位と反対電位が印加されるように構
   成された発光管、熱応動スイツチ、ランプ点灯中
   前記発光管の下側部位になるように配設されたグ
   ロー放電管とこのグロー放電管に流れる電流を制
   限する電流制限抵抗との直列体、および前記発光
   管、前記熱応動スイツチならびに前記直列体を収
   納する不活性ガスが封入された外管を備え、前記
   熱応動スイツチは、ランプ始動時には前記直列体
   を前記発光管と並列に接続し、ランプ始動後には
   前記発光管の熱により作動して隣接する前記主電
   極および前記補助電極間を短絡するように構成さ
   れた２接点形スイツチからなることを特徴とする
   メタルハライドランプ。