JPH0434834A - メタルハライドランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明はランプ外球の内部に、発光管と共に非線形コン
デンサからなる始動器を収納して成るメタルハライドラ
ンプの改良に関する。

［従来の技術］ メタルハライドランプは可視部全域にわたるスペクトル
を有し、優れた演色性を有するとともに、発光効率も良
好であるため、スポーツ、商業施設などの照明分野に広
く用いられている。

ところで、このメタルハライドランプを始動させるため
に、従来はグロースイッチ等の始動器をランプ外球内に
組み込んでいたが、最近はグロースイッチに代えて非線
形コンデンサが用いられるようになってきた。

第５図に、かかるメタルハライドランプの回路例を示す
。これは、一対の主電極１１ａ、ｌｌｂと、該主電極１
１ａ、ｌｌｂの少なくとも一方、例えばｌｌｂに近接し
て設けられた補助電極１２とを有し、内部に水銀及び希
ガスと共にメタルハライドを封入して成る発光管１３の
前記補助電極１２を、始動抵抗１４及びサーマルスイッ
チ１５ａを介して他方の主電極１１ａと電気的に接続す
ると共に、両生電極１１ａ、ｌｌｂ間に非線形コンデン
サ（以下ｒＦＥＣＪという）１６から成る始動器をサー
マルスイッチ１５ｂを介して接続し、これらをランプ外
球１７内に収納してなるものである。１８はチョークコ
イル、１９は交流電源を示す。

また、上記ランプにおいて、始動器を構成するＦＥＣ１
６としては、特開昭６０−５２００６号公報や特開昭６
０−１３６１５１号公報などにも記載されているが、第
６図に示すように、円板状の強誘電性セラミック基体６
１の両面に電極膜６２ａ、６２ｂを形成し、これらに対
するリード線接続部を除いて全体を強誘電性結晶化ガラ
ス６３で被覆した上、電極膜６２ａ、６２ｂに導電性接
着剤６４ａ、６４ｂでリード線６５ａ、６５ｂを接続し
たものが用いられる。

図示例にかかるメタルハライドランプは概略以上のよう
に構成されているので、発光管１３が消灯している状態
でチョークコイル１８を介して始動器に電圧が印加され
ると、サーマルスイッチ１５ｂを介してＦＥＣ１６が発
振を開始する。これと同時に始動抵抗１４を介して補助
電極１２にＦＥＣ１６の発振によって発生したパルス電
圧及びチョークコイル１８の二次電圧が印加され、補助
電極１２と主電極１１ｂの間に放電が行なわれる。

従って、発光管１３の主電極１１ａ、ｌｌｂ間は放電を
生じやすい状態となり、前記ＦＥＣ１６によるパルス発
振により両生電極１１ａ、ｌｌｂ間に放電が開始され、
発光管１３が点灯する。

一方、ランプが点灯した後は、発光管１３が発生する熱
によってサーマルスイッチ１５ａ及び１５ｂが加熱され
、両スイッチ１５ａ、１５ｂかＯＦＦ作動する。この結
果、ＦＥＣ１６の発振も停止される。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、前述のような従来のメタルハライドランプに
おいては、ランプの再始動時に始動パルスは発生するも
ののランプを点灯することかできなくなる場合があると
いう課題かあった。

この原因を詳細に調べた結果、二つの大きな要因に基づ
くことが判明した。その−っは、ＦＥＣの構造である。

すなわち、第６図に示すように、ＦＥＣを構成する強誘
電性セラミック基体６１の全体を強誘電性結晶化ガラス
６３で被覆してしまうと、ＦＥＣが発振する際に強誘電
性セラミック基体６１の振動が抑えられてしまうため、
ピーク値が高くエネルギーも大きいパルス電圧が発生し
にくくなってしまうのである。殊に、メタルハライドラ
ンプを確実に再始動させるためには、エネルギーの大き
いパルス電圧を印加する必要があるので、前記のような
構造のＦＥＣは不適当である。

また、ランプを再始動させることができないもう一つの
原因は、ＦＥＣ側のサーマルスイッチ１５ｂと補助電極
側のサーマルスイッチ１５ａの復帰動作の先後に関係し
ている。

すなわち、ランプ点灯中は両サーマルスイッチ１５ａ、
１５ｂともにＯＦＦ状態にあるが、ランプ消灯・再始動
時に冷却され、ＦＥＣ側サーマルスイッチ１５ｂか補助
電極側サーマルスイッチ１５ａよりも早＜ＯＮ状態にな
ってしまうと、主電極１１ｂと補助電極１２との間での
放電が行なわれないままでＦＥＣ１６が発振を開始する
。このため、主電極１１ａ、ｌｌｂ間は放電を開始する
のが困難な状態が継続し、ＦＥＣ１６により始動パルス
は発生するものの、ランプは点灯しないという事態を生
じてしまうのである。このような事態になると、補助電
極側のサーマルスイッチ１５ａがＯＮ状態になるまでラ
ンプは点灯せず、始動パルスの発生が続くため、回路構
成素子への悪影響や、ＦＥＣ自体の早期劣化という問題
が生じる。

特に、メタルハライドランプのためにパルスエネルギー
の大きいＦＥＣを使用しようとすると一層上記の問題が
顕著になる。

本発明は前記従来技術の課題に鑑みなされたものであり
、その目的はＦＥＣの早期劣化を防止すると共に、ラン
プの再始動を確実に行なうことができ、かつ、製造の簡
易なメタルハライドランプを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために、本発明に係るメタルハライ
ドランプは、始動器を構成するＦＥＣとして、円板状の
強誘電性セラミック基体の両面に電極膜を形成し、これ
らに対するリード線の接続部と前記強誘電性セラミック
基体外周縁の部分を除いて強誘電性結晶化ガラスで被覆
した上、電極膜にリード線を接続したものを用いる。

そして、上記ＦＥＣと共にランプ外球内に組み込む補助
電極側のサーマルスイッチと、ＦＥＣ側のサーマルスイ
ッチとを、それぞれ接触圧力の略等しいバイメタルで構
成すると共に、ＦＥＣ側サーマルスイッチは、補助電極
側サーマルスイッチよりも発光管に近い位置に設置する
ことを特徴とする。

［作用］ 本発明に係るメタルハライドランプに使用するＦＥＣは
前述のように、強誘電性セラミック基体の外周縁の部分
を強誘電性結晶化ガラスで覆っていないので、発振の際
に強誘電性セラミック基体の振動が抑えられることはな
く、ピーク値が高くエネ／ｌ＜ギーも大きいパルス電圧
が発生する。

また、ランプ外球内に組み込んだ２つのサーマルスイッ
チがＯＦＦ作動する際に時間差が生じる。

すなわち、ランプの消灯・再始動時に冷却されると、Ｆ
ＥＣ側サーマルスイッチはランプ内の高温域にあるため
、低温域にある補助電極側サーマルスイッチよりも遅れ
てＯＮ状態となる。この結果、補助電極と主電極との間
での放電が可能な状態となった後、ＦＥＣによる始動パ
ルス発生か開始され、ランプの再始動が確実に行なわれ
る。

従って、ピーク値が高くエネルギーの大きいパルス電圧
が得られるＦＥＣを用いた場合でも、ランプが点灯しな
いままパルス電圧が発生することによる回路構成素子へ
の悪影響や、ＦＥＣ自体の早期劣化を防止することがで
きる。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
。

本実施例に係るメタルハライドランプの回路構成は第５
図に示したものと同じであるので説明を省略する。

本実施例では、上記回路に示すＦＥＣとして第１図に示
すＦＥＣＩ　１６を使用している。

これは、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯｓ）を主成分と
し、前記ＢａＴｉＯ３のバリウム（Ｂ　ａ）の−部をス
トロンチウム（Ｓｒ）で置換し、チタン（Ｔｉ）の一部
をジルコニウム（Ｚｒ）とハフニウム（Ｈｆ）で置換し
、これらにマンガン（Ｍｎ）とクロム（Ｃｒ）の鉱化剤
を加えた粉末をプレス成形・焼成した直径１５．５ｍｍ
、厚さ０６５闘の円板状の強誘電性セラミック基体１２
１を用いている。そして、該基体１２１の両面に直径１
４．５ｍｍの銀のメタライズを与えて電極膜１２２ａ、
１２２ｂを形成し、これらに対するリード線接続部と前
記強誘電性セラミック基体１２１の周縁部とを除いて強
誘電性結晶化ガラス１２３ａ、１２３ｂで被覆した上、
前記電極膜１２２ａ、１２２ｂに導電性接着剤１２４ａ
、１２４ｂを用いてリート線１２５　ａ。

１２５ｂを接続している。なお、電極膜１２２ａ１２２
ｂの形成や強誘電性結晶化ガラス１２３ａ１２３ｂの被
覆は、スクリーン印刷法等を用いるのが適当である。

さらに、本実施例では第５図に示すＦＥＣ側サーマルス
イッチおよび補助電極側サーマルスイッチとして、第２
図に示すサーマルスイッチ１１５ａ、１１５ｂを用いて
いる。同図（Ａ）はその上面図、同図（Ｂ）は側面図で
ある。

ＦＥＣ側サーマルスイッチ１１５ａと補助電極側サーマ
ルスイッチ１１５ｂは、同一材質、同一寸法かつ同一接
触圧力のバイメタルで構成する。

これは、製造・組立てを容易にするためである。

そして、該２つのサーマルスイッチ１１５ａ。

１１５ｂは、アルミナ基板１３１上に導体１３２ａ、１
３２ｂを固定し、そのうちの片方の導体、例えば１３２
ａにバイメタル片１３３を固定し、同バイメタル片１３
３の先端に設けた接触片１３４を他方の導体１３２ｂに
接触させたものである。

そして、第３図に示すように、ＦＥＣ側サーマルスイッ
チ１１５ｂを、補助電極側サーマルスイッチ１１５ａよ
りも発光管１３の近くに、換言すればより高温となる位
置に設置する。なお、１１６はＦＥＣを示す。

こうすることにより、ランプ内の温度差を利用して、ラ
ンプ再始動時にＦＥＣ側サーマルスイッチ１１５ｂを補
助電極側サーマルスイッチ１１５ａよりもおくれでＯＮ
作動させることができる。

第４図にＦＥＣ側サーマルスイッチ１１５ｂと補助電極
側サーマルスイッチ１１５ａを設置した位置のランプ消
灯後のそれぞれの温度変化を示す。

同図は、メタルハライドランプ４００Ｗの裸ロ金上方点
灯、３０℃、無風で消灯してからの時間と両サーマルス
イッチ１１５ａ、１１５ｂの温度の関係を示している。

同図より明らかなように、ランプのベース側において、
発光管１３に近い位置の方がより高温であるという温度
差により、該位置に配置されたＦＥＣ側サーマルスイッ
チ１１５ｂは、発光管１３から離れた位置に配置された
補助電極側サーマルスイッチ１１５ａよりも温度低下が
遅れる。従って、両サーマルスイッチ１１５ａ、１１５
ｂは同一接触圧力にて構成されているので、先に所定温
度まで低下する補助電極側サーマルスイッチ１１５ａの
方が早＜ＯＮ作動することになる。

これにより、まず主電極１１ｂと補助電極１２との間で
放電が可能な状態となった後に、ＦＥＣ側サーマルスイ
ッチ１１５ｂがＯＮになりランプの始動に必要なパルス
が発生するので、主電極１１ｂと補助電極１２との間で
放電が開始し、次に放電が主電極間１１ａ、ｌｌｂに移
りランプを確実に点灯させることができる。

しかもＦＥＣ１１６での無駄なパルス発生を阻止できる
ため、ピーク値が高くエネルギーも大きいパルス電圧が
得られるＦＥＣを用いた場合でも、ランプが点灯しない
ままパルス電圧が発生して回路構成素子に悪影響を与え
たり、ＦＥＣ自体が早期劣化してしまうような事態を防
止することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明にかかるメタルハライドラ
ンプによれば、始動器を構成するＦＥＣとして強誘電性
セラミック基体の周縁部が強誘電性結晶化ガラスで被覆
されていないものを使用しているので、エネルギーの大
きいパルス電圧が発生する。

さらに、上記ＦＥＣと共にランプ外球内に収納するサー
マルスイッチとして、それぞれ同一接触圧力のバイメタ
ルで構成されたＦＥＣ側サーマルスイッチと補助電極側
サーマルスイッチとをランプのベース側に設置し、ＦＥ
Ｃ側サーマルスイッチをより発光管に近い位置に設置し
たので、両者の０Ｎ１０ＦＦ作動に時間差が生じ、始動
補助電極と主電極との間に放電が生じている状態で始動
パルスが印加され、確実なランプの再始動か可能である
。

また、ランプが点灯しないままパルス電圧か発生するよ
うなことがないので、回路構成素子に悪影響を与えたり
、ＦＥＣ自体の早期劣化を防止することができる。

さらに、両サーマルスイッチが同一部品であるので、製
造の簡易化を図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係るメタルハライドラン
プに使用したＦＥＣの概略断面図、第２図は、本発明の
一実施例に係るメタルハライドランプの２つのサーマル
スイッチの説明図であり、同図（Ａ）は上面図、同図（
Ｂ）は側面図、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説明図、 第４図は、ＦＥＣ側サーマルスイッチと補助電極側サー
マルスイッチを設置したそれぞれの位置におけるランプ
消灯後の温度変化を示す説明図、第５図は、従来のメタ
ルハライドランプの回路図、 第６図は、従来のＦＥＣの概略断面図である。 ６３゜ ・・・電極膜、 １２３ａ。 　２３ｂ ・・・強誘電性結晶化ガラス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対の主電極と、該主電極の少なくとも一方に近
   接して設けられた補助電極とを有し、内部に水銀及び希
   ガスと共にメタルハライドを封入して成る発光管の前記
   補助電極を、始動抵抗及びサーマルスイッチを介して他
   方の主電極に接続すると共に、両主電極間に非線形コン
   デンサを含む始動器をサーマルスイッチを介して接続し
   、これらをランプ外球内に収納して成るメタルハライド
   ランプにおいて、 前記始動器の非線形コンデンサとして、円板状の強誘電
   性セラミック基体の両面に電極膜を形成し、これらに対
   するリード線接続部と前記強誘電性セラミック基体の外
   周縁の部分を除いて強誘電性結晶化ガラスで被覆した上
   、前記電極膜にリード線を接続したものを用いると共に
   、 前記補助電極側のサーマルスイッチと非線形コンデンサ
   側のサーマルスイッチとを、それぞれ接触圧力の略等し
   いバイメタルで構成し、かつ非線形コンデンサ側のサー
   マルスイッチは補助電極側のサーマルスイッチよりも発
   光管に近い位置に設置したことを特徴とするメタルハラ
   イドランプ。