JPH0350380B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は熱応動スイツチ式の始動装置を内蔵し
た高圧金属蒸気放電灯に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

透光性セラミクスたとえば多結晶体のアルミナ
セラミクスまたはルビー、サフアイアのような金
属酸化物単結晶体などからなる発光管を有する高
圧金属蒸気放電灯たとえば高圧ナトリウムランプ
はアルミナセラミクス発光管バルブ内にキセノン
等の始動用希ガス、水銀およびナトリウムを封入
した発光管を一端に口金を取着した外管内に封装
して構成され、高圧水銀灯などに較べて発光効率
がきわめて高いので省電力光源として近年一層注
目されている。

このランプは発光管の始動電圧が高くて商用の
電源電圧では始動させることができず、高圧パル
スを発生する高価な専用の始動装置付安定器を必
要とした。これに対し近年、発光管の外表面に近
接導体を配設し、この近接導体と対向電位を有す
る一方の電極との間に発生する電位差を利用して
始動を容易にする手段とともに、さらに外管内に
抵抗発熱体およびこの抵抗発熱体によつて加熱さ
れて作動する常閉形の熱応動スイツチとからなる
始動装置を組み込むことによつて一層始動を容易
にし、比較的安価な高圧水銀灯用安定器で始動で
きるランプが開発され、その普及が進んでいる。

上記外管内に組み込まれた始動装置は抵抗発熱
体によつて熱応動スイツチを加熱し、熱応動スイ
ツチの開動作に伴ない発生する高圧パルスを安定
器の２次電圧に重畳させて発光管の電極間に印加
させることによつて始動を容易にさせるものであ
るが、熱応動スイツチの開動作とともにこれと直
列接続されている抵抗発熱体が発熱を停止するの
で、熱応動スイツチは冷却されて元の閉状態に復
帰してしまい、再び始動装置に電流が流れてしま
う。このため、始動装置と並列をなしている発光
管への給電流が減少して発光管が立消えを生じた
りあるいは放電が不安定になる等の不都合を生じ
る結果となる。したがつて、ランプ始動後におい
ては熱応動スイツチが閉状態に復帰しないように
することが不可欠であり、このため熱応動スイツ
チは発光管からの幅射熱を受けて開状態を維持さ
せるように発光管の近傍に設けられている。

しかしながら、たとえばランプの寿命末期に電
極に塗布してある電子放射性物質が涸渇して発光
管が不点状態に陥いると、上記熱応動スイツチは
発光管からの輻射熱が受けられないため冷却して
元の閉状態に復帰してしまい、再び始動回路に電
流が流れて熱応動スイツチが働くという具合にス
イツチの開閉動作を繰り返すことになる。このよ
うな状態になると安定器や配線に繰り返し高圧パ
ルスが印加されることになり、絶縁破壊を生じる
ことがまれにあつた。

特にこの種のランプは高所に設置されることが
多いことから、不点になつても簡単には交換でき
ず、長期間通電されたまま放置されることがあ
り、この間に安定器や配線の絶縁を損うことが十
分に考えられる。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、
万一発光管が不点灯状態に陥つた場合でも、安定
器や配線などの点灯回路に絶縁破壊を生じないよ
うにすることができる始動装置内蔵形高圧金属蒸
気放電灯を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は透光性セラミクス発光管と、熱応動ス
イツチおよび抵抗発熱体からなる始動装置を内蔵
した高圧蒸気放電灯において、絶縁体上に0.5乃
至５mmの間隔をおいて一対の導体を対設してなる
絶縁ギヤツプを、上記熱応動スイツチの近傍に、
かつ、電気的並列に接続して設けるようにしたの
で、万一熱応動スイツチが連続して開閉動作を繰
り返すような事態が発生した場合には、熱応動ス
イツチの接点材料が上記絶縁ギヤツプ上に飛散被
着してその絶縁抵抗を低下させ、あたかも始動装
置と並列に抵抗が接続された状態となり、始動装
置の作動時に発生するパルス電圧を低下させるの
で、点灯回路の絶縁破壊を防止することができる
ものである。

〔発明の実施例〕

始動装置と並列に抵抗を接続すると、始動装置
の作動時に発生するパルス電圧の値が変化するこ
とは従来から知られている。すなわち、上記抵抗
の値が小さくなるほどパルス電圧は低くなる。た
とえば、抵抗を接続しない状態では４〜6kVの高
さにも及ぶパルス電圧が発生するが、並列に
10kΩの抵抗を接続すると3.5〜5.5kVまた1kΩの
抵抗では２〜4kVにまでパルス電圧は低下する。

ところで、始動装置の熱応動スイツチの一対の
接点は開閉動作を繰り返すうちに、接点を構成す
る材料金属は非常に細かい微粒子状となつて飛散
してその近傍にある部材上に薄膜状に被着し、次
第にその膜厚を増していく。しかして、上記接点
の材料金属としては通常タングステン等の高融点
金属で構成されるが、これ等金属は非常に薄い薄
膜状では導電性を示さないが、数100Å程度の膜
厚を越えると次第に導電性を示し、1000Åを越え
ると良好な導通状態を呈するに至る。

本発明者等はこの点に着目し、絶縁体上に0.5
乃至５mmの間隙をおいて一対の導体を対設してな
る絶縁ギヤツプを、熱応動スイツチの近傍に、か
つ電気的並列に設けることにより、ランプの通常
寿命中に生じる程度の接点材料の飛散被着で上記
絶縁ギヤツプに設けた間隙部の表面の絶縁性は損
なわれず、したがつてパルス電圧に影響を与える
ことはなく、一方、万一発光管が不点灯となり、
熱応動スイツチが連続して開閉動作を繰り返すよ
うな事態に立ち至ると、接点材料の上記絶縁ギヤ
ツプの間隙部への被着量が急増し、間隙部の絶縁
抵抗が低下して、あたかも始動装置と並列に抵抗
が接続された状態となり、これによつて始動装置
の作動時に発生するパルス電圧を低下させること
ができることを見い出した。

次に本発明の詳細を図示の一実施例を参照して
説明する。第２図は360W定格の始動装置内蔵形
高圧ナトリウムランプを、また第１図はその始動
装置部分を示すもので、１は内部を高真空に保ち
一端に口金２を装着した外管、３は発光管で、透
光性セラミクス管たとえばアルミナセラミクス管
４の両端部を電極５ａ，５ｂを支持する閉塞体６
ａ，６ｂで気密に封止し、内部には始動用希ガス
としてキセノンガスと水銀およびナトリウムが封
入されている。７は発光管３と電気的並列に接続
される始動装置で、絶縁基板８上に組立てられた
熱応動スイツチ９とこれに電気的直列に接続され
るコイルフイラメント状の抵抗発熱体１０とから
なる。

上記熱応動スイツチ９の一対のタングステン製
接点１１ａ，１１ｂの内、固定接点１１ａは支持
部材１２を介し、また可動接点１１ｂはバイメタ
ル片１３およびバイメタル片の支持部材１４を介
してそれぞれボルト１５ａ，１５ｂで絶縁基板８
に取り付けられ、ボルト１５ａは後述の発光管支
持体２０に、またボルト１５ｂは抵抗発熱体１０
の一端にそれぞれ接続されている。

しかも、上記両支持部材１２，１４間には熱応
動スイツチ９と電気的並列に、かつ接点１１ａ，
１１ｂの交接部１６との距離l10mmを隔だてて絶
縁ギヤツプ２３が取り付けられている。絶縁ギヤ
ツプ２３はたとえばムライトの丸棒からなる絶縁
体２４上に、１mmの間隙２５をおいて一対のたと
えば導電性カーボン被膜からなる導体２６，２６
を被着形成し、これら導体２６，２６は金属ギヤ
ツプ２７，２７およびリード線２８，２８を介し
てそれぞれ熱応動スイツチ９の両支持部材１２，
１４に接続されている。

１７は外管１の一端に封着されたステムで、内
部導入線１８，１９が封止され、一方の内部導入
線１８の一端は口金２のねじ部２ａに、他端は発
光管３の支持体２０にそれぞれ接続し、この支持
体２０は一方の電極５ａへの給電体も兼ねてい
る。また、他方の内部導入線１９の一端は口金２
のトツプ部２ｂに、他端は他方の電極５ｂにそれ
ぞれ接続している。２１は近接導体で、発光管３
の外表面に長手方向に沿つて配設され、その一端
部は熱応動金属部材２２を介して一方の電極５ａ
への給電体を兼ねる上記発光管支持体２０に接続
されている。

このような構成のランプは図示しないが、
200V級交流電源用単チヨーク形の水銀灯用安定
器を介して交流電源に接続されると、ランプ始動
前は熱応動スイツチ９の両接点１１ａ，１１ｂは
閉じているから抵抗発熱体１０には約0.77Aの電
流が通電されて発熱し、この熱によつてバイメタ
ル片１３が湾曲し、両接点１１ａ，１１ｂが開放
される。この開放時のキツク電圧によつて安定器
に４〜6kVの高電圧パルスが発生し、この高電圧
パルスの印加によつて近接導体２１と対向電位を
有する一方の電極５ｂとの間に急な電位傾度を生
じ、発光管３内のアーク放電の発生を促進させて
点灯するに至る。

なお、熱応動スイツチ９はランプ点灯中は高温
の発光管３からの輻射熱を受けて両接点１１ａ，
１１ｂは開いた状態が維持され、再び作動するよ
うなことはない。

このようなランプはたとえば寿命末期に電極５
ａ，５ｂに塗布した電子放射性物質が涸渇して発
光管３が不点状態に陥いると、前述の通り熱応動
スイツチ９は開閉動作を繰り返すが、接点１１
ａ，１１ｂの交接部１６と、絶縁ギヤツプ２３の
間隙２５の表面との距離ｌが10mmと適切な値に設
定されているので、上記間隙２５の表面は飛散に
より被着した接点材料のタングステン被膜により
その絶縁性は低下し、このため回路的には始動装
置７に並列に抵抗（上記タングステン被膜）を接
続した状態となるから、始動装置の作動によつて
発生するパルス電圧を低下させる結果となり、し
たがつて安定器や配線に繰り返しパルス電圧が印
加されても、それ等が絶縁破壊するようなことは
ない。

なお、上記実施例では熱応動スイツチ９の両接
点１１ａ，１１ｂの交接部１６と絶縁ギヤツプ２
３の間隙２５との距離ｌを10mmにとつたが、この
距離ｌは７mm〜15mmの範囲にとることが好まし
く、７mm未満と近かづき過ぎると接点材料の飛散
による上記間隙２５への被着量の増加速度が速く
なり過ぎて、ランプの寿命前にパルス電圧が低下
して始動困難になるという不都合を生じやすくな
る。一方、15mmを越すと距離がかき過ぎるため、
逆に上記絶縁ギヤツプ２３の間隙２５への接点材
料の飛散による被着量の増加速度が遅くなり過ぎ
て、上記間隙２５の抵抗値がなかなか低下せず、
発光管３が不点状態に陥いつた時点でもパルス電
圧が低下しないから安定器、配線の絶縁破壊を完
全に防止することが困難となる。

また、絶縁ギヤツプ２３の一対の導体２６，２
６の間隙２５を１mmにとつたが、これは0.5mm〜
５mmの範囲にとることが好ましい。0.5mm未満と
短か過ぎると、ランプ寿命中においては上記間隙
２５に所定の電気絶縁性を保持させなければなら
ないという欠点で難点を生じ、一方、５mmを越え
るほどに広くなると、接点１１ａ，１１ｂの交接
部１６からの距離が間隙２５の両端で異なるた
め、間隙２５に被着する接点材料の膜厚もその両
端部において差違を生じて不均一となり、このた
め発光管３が不点灯となつて熱応動スイツチ９が
開閉動作を繰り返すような事態に立ち至つた場合
にも、上記間隙２５の電気絶縁性は急激に低下せ
ず、したがつてパルス電圧も急速に低下させるこ
とができなくなるので好ましくない。

なお、本発明は上記実施例に限られるものでは
なく、たとえば熱応動スイツチの構造、形状につ
いて種々変形例が考えられるし、また絶縁ギヤツ
プ２３の取り付け位置も熱応動スイツチ９の両端
間に限らず、たとえば発光管３の両端間にリード
線を介して接続するようにしても良い。さらに、
ランプ品種も高圧ナトリウムランプに限らず、他
のアルカリ金属を封入したランプ、あるいは金属
ハロゲン化物を封入したランプ等の他の始動装置
内蔵形高圧金属蒸気放電灯にも適用することがで
きるものである。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明は、始動装置の熱応
動スイツチの近傍に、かつそれと電気的並列に絶
縁ギヤツプを設けるようにしたので、ランプ寿命
末期に不点状態となつて熱応動スイツチのみが繰
り返えし作動するような事態を生じても、この際
生じるパルス電圧を当初の値よりも低くすること
ができるので、安定器や配線などに絶縁破壊を生
じることがなく、安全に使用することができる始
動装置内蔵形高圧金属蒸気放電灯が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である始動装置内蔵
形高圧ナトリウムランプの始動装置部分の構成
図、第２図は同じくランプ全体の構成図を示す。 １……外管、３……発光管、７……始動装置、
９……熱応動スイツチ、１０……抵抗発熱体、１
１ａ，１１ｂ……熱応動スイツチの接点、１６…
…両接点の交接部、２３……絶縁ギヤツプ、２４
……絶縁ギヤツプの絶縁体、２５……絶縁ギヤツ
プの間隙部、２６……絶縁ギヤツプの導体、２７
……絶縁ギヤツプの金属キヤツプ、２８……絶縁
ギヤツプのリード線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 発光管と、熱応動スイツチおよび抵抗発熱体
   からなる始動装置とを内蔵した高圧金属蒸気放電
   灯において、絶縁体上に0.5乃至５mmの間〓をお
   いて一対の導体を対設してなる絶縁ギヤツプを、
   上記熱応動スイツチの近傍に、かつ電気的並列に
   接続して設けたことを特徴とする始動装置内蔵形
   高圧金属蒸気放電灯。