JPH035010B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔技術分野〕 本発明は、半波予熱方式の放電灯点灯装置に関
するものである。 〔背景技術〕 第１図は本発明に係る半波予熱方式の放電灯点
灯装置を示している。この放電灯点灯装置は、放
電灯３の両フイラメントF₁，F₂の一端間に、電
源スイツチ４および誘導性限流要素たる安定器２
を介して商用電源１を印加して主点灯回路を形成
し、両フイラメントF₁，F₂の非電源側端ａ，ｂ
間にダイオード７とサーマルスイツチ６との直列
回路を接続し、ダイオード７と並列にバイメタル
加熱用ヒータ１０を接続し、サーマルスイツチ６
と並列にダイオード１１と抵抗１２の直列回路を
接続してスタータ回路５を形成しており、電源投
入時点から一定時間上記サーマルスイツチ６をオ
ンにして両フイメントF₁，F₂を半波予熱すると
ともに、サーマルスイツチ６をオフ時に安定器２
の両端に発生するキツクパルスによつて放電灯３
を点灯させるようにしたものであり、上記サーマ
ルスイツチ６はバイメタル８，９および接点１
５，１６にて形成される常閉型の有接点スイツチ
要素である。 いま、第１図において電源スイツチ４を投入す
ると商用電源１から放電灯３のフイラメントF₁、
ダイオード７、常閉サーマルスイツチ６、フイラ
メントF₂、安定器２の回路に予熱電流isが流れ
る。第２図ａは第１図回路の入力電流is、同図ｂ
は端子ａ，ｂ間の電圧vlを示している。ここに、
ダイオード７に対し、順方向の半波では同図ａの
ように半波の予熱電流isが流れ、一方、逆の半波
では、ダイオード７が逆バイアスになり、同図ｂ
の半波電圧がダイオード７の両端間に加わり、ヒ
ータ１０が発熱しバイメタル８を加熱して湾曲さ
せ、一定の予熱時間Tpの後時刻t₁でサーマルス
イツチ６はオフし、安定器２により発生するキツ
クパルス電圧vpにて放電灯３は始動点灯する。
点灯中は抵抗１２、ダイオード１１を通しヒータ
１０に流れる電流によりヒータ１０は発熱を続け
てバイメタル８を湾曲させるので、サーマルスイ
ツチ６は開放を保持し続ける。 第３図はサーマルスイツチ６の接点１５，１６
が開離した瞬時の入力電流is波形を示す。時刻t₃
がピーク電流ip通過時刻で、時刻t₄にて接点１
５，１６が機械的に開離し、時刻t₄〜t₅迄は接点
アークが発生することにより電気的には未だ閉成
状態であるが時刻t₅において、電流if以下となる
とアークが維持出来なくなりアークが消滅し、時
刻t₅で電流が遮断され、キツクパルス電圧vpが発
生する。 この場合、直流遮断スイツチたるサーマルスイ
ツチ用接点１５，１６として、必要な要件は第３
図におけるアーク消滅時の電流ifが大きくて、安
定器２のインダクタンスに蓄えられていたエネル
ギーにより発生するキツクパルス電圧vpが高い
ことと、接点１５，１６の開閉寿命が長いことで
ある。 上記要件を満たすためにアーク消滅時の電流if
が高い材料、すなわち沸点が高く、接点開離時に
おいて接点間の溶融金属によるブリツジ形成が少
ない材料として白金族接点PdRu（パラジウム・
ルテニウム）を用いた場合、キツクパルス電圧
vpが高くなつて始動特性が良好となる。この点
については、出願人が特願昭57−110735号（特開
昭59−3836）として提案している。しかしなが
ら、30W螢光灯点灯回路を例にとると、約1.5A
の半波予熱電流が流れた場合の接点開閉寿命は数
1000回程度となり、接点寿命が比較的短かいの
で、スタータ回路５の取り換えが必要となる。 しかるに、耐溶着性能が良好で接点寿命が長い
接点材料として、銀酸化錫（AgSnO₂）等の酸化
物金属系は接点材料を用いた場合、接点寿命は
30W用螢光灯の場合で５万回程度となり、良好で
あるが下記の欠点を有する。 第４図は横軸に接点の開閉寿命回数、縦軸とし
て30W螢光灯の場合のキツクパルス電圧波高値の
平均値をとつたグラフである。の実線は接点材
料として正負両側共銀酸化錫系のものを用いた場
合を示し、図のように初期平均キツクパルス電圧
vpが750Vあつたものが、開閉回数1000回未満経
過後は、平均キツクパルス電圧vpが550V迄低下
し、その結果、初期プラン管壁温度が85℃で電源
電圧94Vにて再始動できていたものが、1000回経
過後はランプ管壁温度が75℃の場合でも、電源電
圧94Vにて再始動できなくなつた。第１表のＡが
この場合に相当している。 なお、放電灯３を長時間点灯し、ランプ管壁温
度が高くなり水銀蒸気圧が高くなつた状態にて電
源スイツチ４をオフし、１〜３秒程度の短時間消
灯後、再度電源スイツチ４を投入して再始動させ
るには高い始動パルス電圧が必要である。また、
周囲温度が低下した場合にも始動不能になり、ス
タータ機能が大巾に悪くなる。

〔発明の目的〕

本発明は上記の点に鑑みて為されたものであ
り、その目的とするところは、有接点スイツチ要
素の接点溶着による故障が起き難く、しかも始動
特性が良好な放電灯点灯装置を提供することにあ
る。 〔発明の開示〕 前記第１表のＣは本発明の構成の１例およびそ
の性能を示しており、サーマルスイツチ６の負極
側接点１６として耐溶着性能の良好な接点材料で
あるところの酸化物金属系接点材料（Ag・
SnO₂）を用い、正極側接点１５としてアーク電
流遮断性能の良好な接点材料であるところの白金
属接点材料（Pd・Ru）を用いたものであり、第
１表Ｃに示すように平均キツクパルス電圧vpが
開閉初期、1000回後、5000回後いずれも750Vと
Ａの場合のようなキツクパルス電圧vpの低下が
見られなくなる。この結果、開閉1000回後、開閉
5000回後共に管壁温度750℃以上の高温状態後の
再始動性能も初期と同様に良好となつた。 このようにキツクパルス電圧vpの低下がなく
なり、始動性能を安定に維持できる理由は、未だ
明確でないが、第３図の最小アーク電流ifが接点
開閉による接点表面の荒れ等により減少すること
に対し、接点開離時形成される金属溶融ブリツジ
が正極側の接点材料（PdRu）の融点（沸点）が
高いために少なくなり、金属溶融ブリツジが最後
に爆発的に消滅した後の接点１５，１６間のイオ
ン発生が少なくなり、開離電圧によるアーク発生
が抑制され、その結果、第３図のアーク消滅時の
電流ifが小さくならないため、アーク消滅時に発
生するキツクパルス電圧vpも低下しないものと
推定できる。 ところで、本発明は第１表Ｂの従来例における
正負極側接点１５，１６の材料を逆転したもので
あり、従来にあつてはアーク電流の遮断性能は負
極側の接点材料が支配的であるとの考え方が有力
であつたが、発明者等は実験によつて直流遮断性
能を検討してゆく過程で、従来例の考え方とは逆
の発想に基いた接点構成がアーク電流の直流遮断
性能および接点寿命の点で有効であるとの結論を
得たわけである。すなわち、本発明は従来例とは
全く異つた発想に基いた発明であつて、従来例に
おけるジレンマを見事に打破するものである。 なお、負極側接点材料として、Ag＋SnO₂＋
In₂O₃（酸化インジウム）、Ag＋SnO₂＋InO₃＋
BiO（酸化ビスマス）、Ag＋ZnO（酸化亜鉛）等の
酸化物金属接点を使用し、正極側接点材料とし
て、Pt（白金）、Ir（イリジウム）、Os（オスシウ
ム）、Rh（ロジウム）、Pd（パラジウム）、Ru（ルテ
ニウム）等の白金属金属の単独又は合金を使用し
ても同様の効果を有する。 第６図は他の実施例を示したものであり、第１
図の端子ａ，ｂ間に、ダイオード７とサーマルス
イツチ６の直列回路を接続し、ダイオード７と並
列に定電圧ダイオード１７と主ヒータ１０を図示
の極性に接続し、定電圧ダイオード１７と主ヒー
タ１０の接続点からダイオード１８を介して定電
圧ダイオード１９と抵抗２０、補助ヒータ２１の
直列回路及び抵抗２２との並列回路を接続して構
成されている。 上記螢光灯点灯装置の動作は第１図回路の場合
と同様であつて、ダイオード７と常閉路のサーマ
ルスイツチ６の直列回路を通して正方向に予熱電
流が流れ、ダイオード７に対いて逆の半波に印加
される逆バイアス電圧により主ヒータ１０と定電
圧ダイオード１７に電流が流れ、主ヒータ１０が
発熱しバイメタル８が加熱湾曲し短時間後に接点
が開離し、安定器２によるキツクパルス電圧Vp
が放電灯３に印加され、放電灯３は点灯する。放
電灯３が点灯中には、端子ａ，ｂ間電圧により正
の半サイクルでダイオード７、主ヒータ１０、ダ
イオード１８、抵抗２２を介して電流が主ヒータ
１０に流れ続けバイメタル８が湾曲し続け、サー
マルスイチツ６を開放し続けて点灯を保持する。
一方、放電灯３の始動に失敗した場合、端子ａ，
ｂ間電圧はほぼ電源電圧にまで高くなるので、定
電圧ダイオード１７もしくはダイオード７と主ヒ
ータ１０を介し、ダイオード１８、定電圧ダイオ
ード１９、抵抗２０、補助ヒータ２１を通す電流
により、補助ヒータ２１が発熱し、補助バイメタ
ル９を主バイメタル８側に湾曲させることにより
接点１５，１６が再閉路し、最初の予熱動作を繰
り返す。第６図放電灯点灯装置の場合にあつても
サーマルスイツチ６の接点１５，１６として前記
実施例と同様の接点材料を用いれば同等の効果が
得られる。また、有接点スイツチ要素として抵抗
線の収縮を用いたサーマルスイツチや、リレー等
の電磁スイツチを用いても良いことは言うまでも
ない。 〔発明の効果〕 本発明は上述のように、放電灯の両フイラメン
トの一端間に誘導性限流要素を介して商用電源を
印加し、両フイラメントの非電源側端間にダイオ
ードと有接点スイツチ要素との直列回路を接続
し、電源投入時点から一定時間上記有接点スイツ
チ要素をオンにして両フイラメントを半波予熱す
るとともに、有接点スイツチ要素のオフ時に誘導
性限流要素の両端に発生するキツクパルスによつ
て放電灯を点灯させるようにした放電灯点灯装置
において、有接点スイツチ要素の負極側接点を耐
溶着性能の良好な接点材料にて形成するととも
に、正極側接点をアーク電流遮断性能の良好な接
点材料にて形成したので、有接点スイツチ要素の
接点溶着による故障が起き難く、しかも始動特性
が良好な放電灯点灯装置を提供することができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る放電灯点灯装置の一実施
例の回路図、第２図乃至第５図は同上の動作説明
図、第６図は他の実施例の回路図である。 １は商用電源、２は誘導性限流要素たる安定
器、３…放電灯、６は有接点スイツチ要素たるサ
ーマルスイツチ、１５，１６は接点である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 放電灯の両フイラメントの一端間に誘導性限
   流要素を介して商用電源を印加し、両フイラメン
   トの非電源側端間にダイオードと有接点スイツチ
   要素との直列回路を接続し、電源投入時点から一
   定時間上記有接点スイツチ要素をオンにして両フ
   イラメントを半波予熱するとともに、有接点スイ
   ツチ要素のオフ時に誘導性限流要素の両端に発生
   するキツクパルスによつて放電灯を点灯させるよ
   うにした放電灯点灯装置において、有接点スイツ
   チ要素の負極側接点を耐溶着性能の良好な接点材
   料にて形成するとともに、正極側接点をアーク電
   流遮断性能の良好な接点材料にて形成したことを
   特徴とする放電灯点灯装置。