JPH0465492B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0465492B2 JPH0465492B2 JP56136818A JP13681881A JPH0465492B2 JP H0465492 B2 JPH0465492 B2 JP H0465492B2 JP 56136818 A JP56136818 A JP 56136818A JP 13681881 A JP13681881 A JP 13681881A JP H0465492 B2 JPH0465492 B2 JP H0465492B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lamp
- arc tube
- tube
- lighting
- starting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/12—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature
- H01J61/18—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature having a metallic vapour as the principal constituent
- H01J61/22—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature having a metallic vapour as the principal constituent vapour of an alkali metal
Landscapes
- Discharge Lamp (AREA)
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
Description
本発明は点灯管または固体（半導体）点灯素子
により始動する小形の高圧ナトリウムランプに関
するものである。 既に、透光性のアルミナ発光管を用いた高演色
性高圧ナトリウムランプ（150〜400W）が製品化
されている。このランプは従来の高圧ナトリウム
ランプの発光管に比べて内径が大きく、かつラン
プ作動時の発光管内ナトリウム蒸気圧が格段に高
くなるものであつて、白熱電球に似た暖かみのあ
る光色と優れた演色性を有するものである。そし
て、このランプは電球の３〜４倍の明るさ（40〜
60lｍ／Ｗ）を有し、かつ発光管内には低電圧始
動を可能にすべく、0.5％程度のアルゴンガスを
含むネオン−アルゴン混合ガスが封入されている
ものであつて、今時の省エネルギーを志向すると
いう社会的要望に十二分に適合できる省エネルギ
ー高輝度ランプである。 ところで、最近になつて、このような照明分野
における省エネルギーをより一層進めなければな
らないという気運が強くなつて来ている。具体的
には低ワツトで低効率の白熱電球を、電球の特長
を生かしたままで、小形でコンパクトの放電ラン
プに置きかえたい、しかも100〜120Vの商用電源
で簡易な点灯装置で使用したいという要望であ
る。このような厳しい要望に応えられる可能性を
持つている放電ランプを他に見いだすことは非常
に困難であつて、上記の高演色性高圧ナトリウム
ランプがこのような意味あいにおいて、唯一の放
電ランプであるということができる。このような
状況のもと、出願人は先に20〜100Wの定格ラン
プ電力のもと、ランプ効率が40lｍ／Ｗを上回る
高効率の小形高演色性高圧ナトリウムランプを提
案している。このランプは実効ランプ電圧が50V
近傍に設計されているため、いつたんランプが始
動すれば、交流100〜120Vの商用電源で、インダ
クタンス安定器により、点灯できる放電ランプで
ある。 このように、この小形の高演色性高圧ナトリウ
ムランプは上述のような白熱電球代替用の小形放
電ランプに対する厳しい要望のなかの主要な点を
既に満たしているものであるが、このランプを実
際に製品化し、市場で広く使用されるようにする
ためには次の二つの問題が解決されなければなら
ない。その一つは、ランプの始動特性上の問題で
あり、もう一つはランプの寿命特性上の問題であ
る。 本発明はこのような問題にかんがみてなされた
ものであり、100〜120Vの商用電源で確実に始動
でき、かつ寿命特性のすぐれた小形の高圧ナトリ
ウムランプを提供するものである。 前者の問題は上記の小形高演色性高圧ナトリウ
ムランプの発光管に封入される始動用希ガスに由
来するものである。すなわち、この小形ランプの
場合既に製品化されている150〜400Wの高演色性
高圧ナトリウムランプの設計に準じて、低電圧始
動を目ざして、0.5％程度のアルゴンガスを含む
ネオン−アルゴン混合ガス25Torr程度発光管に
封入したとしても、100〜120Vの商用電源で確実
にランプを始動することは、もはや不可能であつ
た。このような事態は従来、広く用いられている
ように、発光管になんらかの始動補助手段を講じ
たとしても改善されなかつた。しかし、この問題
自体の解決はあまり困難ではない。たとえば、螢
光灯に使用されているような点灯管または固体
（半導体）点灯素子を用いることである。この点
灯管ランプには並列に、安定器には直列に配置す
れば、点灯管の遮断時に安定器のインダクタンス
に誘起される１〜2KVの高いパルス電圧がラン
プに印加されるので、確実に始動が行なえる。こ
の点灯管を用いる方法は、他のイグナイタを安定
器に組込む方法や、バイメタルスイツチをランプ
外管に装填する方法に比較して小形ランプの特徴
を損なわないという点で非常に優れている。この
ように、ランプの始動に関しては解決できるわけ
であるが、後者のランプ寿命特性上の問題が未解
決のまま残されている。すなわち、20〜100Wと
いう低い定格ランプ電力の小形高演色性高圧ナト
リウムランプの場合、発光管の内径は、既に製品
化されているような150〜400Wランプのそれより
も格段に小さくなり、それに伴つて、発光管内壁
と電極間の距離も小さくなり、そのために、現在
150〜400Wランプで使用されている同じ種類、組
成比、封入圧力の始動用希ガスが封入された場合
には、ランプ始動時、グロー放電からアーク放電
への遷移が困難となり、電極物質の飛散が厳しく
なることである。この結果、寿命中の光束低下が
顕著となる。 そこで、発明者らは上記始動用希ガスの混合比
率と封入圧力に着目し、これらとランプ寿命特性
の関係について実験、検討を行なつた。 以下、本発明の一実施例について図面とともに
説明する。 第１図は実験に供した50Wの高演色性高圧ナト
リウムランプのアルミナ発光管の縦断面を示した
ものである。 同図において、１は内径φが4.7mmのアルミナ
からなる発光管であつて、その両端部にはアルミ
ナからなるエンドリング２，３を介してニオブ管
４，５が封着されている。ニオブ管４，５の先端
部には電極６，７が保持されていて、これら電極
間の最短距離ｄは10.0mmとなつている。発光管１
の内部にはナトリウムモル比が78％のナトリウム
アマルガム８と始動用希ガスとしてネオン−クリ
ンプトン混合ガスが封入されている。９，１０は
タンタルからなる熱保護膜で、発光管１の両端部
外周に付設されていて、ランプ動作時には発光管
１の内部、特に電極６，７から放射される熱や光
を電極後方に形成される発光管最冷点部に閉じ込
めてこの最冷点の温度を高める働きをなす。本実
施例における実験に際しては、あらかじめランプ
電圧45V、ランプ電力50W一定のもと、色温度
2500K、平均演色評価数Raが80以上となるよう、
熱保護膜９，１０の発光管１の長手方向の長さを
あらかじめ調節してある。 以上に説明した第１図の発光管１に始動用希ガ
スとして各種混合比率のネオン−クリプトン混合
ガス20Torrから500Torrの範囲で何段階かに選
んで封入したランプを製作し、まず、点灯管を用
いてランプの始動試験を行なつた。 第２図は点灯管２１およびシングルチヨーク安
定器２２を用い、外管２３内に発光管１が組み込
まれた高圧ナトリウムランプの始動実験を行なつ
た電気回路図である。この実験では、点灯管２１
の遮断電流を制御するための限流抵抗２４を挿入
した。また、この実験では交流100Vの電源２５
をランプに印加して行なつた。 その実験の結果、ランプを確実に始動すること
ができるのは、上記ネオン−クリプトン混合ガス
の封入圧力が20Torr以上、250Torr以下で、か
つ混合ガスのクリプトンの分圧比率が50％以下の
ランプであつた。次いで、このように始動が確実
に行なえるランプの定格点灯試験を行ない、ラン
プ寿命である9000時間の点灯後、ランプの光束維
持率を測定したところ、下表に示すとおりの結果
が得られた。
により始動する小形の高圧ナトリウムランプに関
するものである。 既に、透光性のアルミナ発光管を用いた高演色
性高圧ナトリウムランプ（150〜400W）が製品化
されている。このランプは従来の高圧ナトリウム
ランプの発光管に比べて内径が大きく、かつラン
プ作動時の発光管内ナトリウム蒸気圧が格段に高
くなるものであつて、白熱電球に似た暖かみのあ
る光色と優れた演色性を有するものである。そし
て、このランプは電球の３〜４倍の明るさ（40〜
60lｍ／Ｗ）を有し、かつ発光管内には低電圧始
動を可能にすべく、0.5％程度のアルゴンガスを
含むネオン−アルゴン混合ガスが封入されている
ものであつて、今時の省エネルギーを志向すると
いう社会的要望に十二分に適合できる省エネルギ
ー高輝度ランプである。 ところで、最近になつて、このような照明分野
における省エネルギーをより一層進めなければな
らないという気運が強くなつて来ている。具体的
には低ワツトで低効率の白熱電球を、電球の特長
を生かしたままで、小形でコンパクトの放電ラン
プに置きかえたい、しかも100〜120Vの商用電源
で簡易な点灯装置で使用したいという要望であ
る。このような厳しい要望に応えられる可能性を
持つている放電ランプを他に見いだすことは非常
に困難であつて、上記の高演色性高圧ナトリウム
ランプがこのような意味あいにおいて、唯一の放
電ランプであるということができる。このような
状況のもと、出願人は先に20〜100Wの定格ラン
プ電力のもと、ランプ効率が40lｍ／Ｗを上回る
高効率の小形高演色性高圧ナトリウムランプを提
案している。このランプは実効ランプ電圧が50V
近傍に設計されているため、いつたんランプが始
動すれば、交流100〜120Vの商用電源で、インダ
クタンス安定器により、点灯できる放電ランプで
ある。 このように、この小形の高演色性高圧ナトリウ
ムランプは上述のような白熱電球代替用の小形放
電ランプに対する厳しい要望のなかの主要な点を
既に満たしているものであるが、このランプを実
際に製品化し、市場で広く使用されるようにする
ためには次の二つの問題が解決されなければなら
ない。その一つは、ランプの始動特性上の問題で
あり、もう一つはランプの寿命特性上の問題であ
る。 本発明はこのような問題にかんがみてなされた
ものであり、100〜120Vの商用電源で確実に始動
でき、かつ寿命特性のすぐれた小形の高圧ナトリ
ウムランプを提供するものである。 前者の問題は上記の小形高演色性高圧ナトリウ
ムランプの発光管に封入される始動用希ガスに由
来するものである。すなわち、この小形ランプの
場合既に製品化されている150〜400Wの高演色性
高圧ナトリウムランプの設計に準じて、低電圧始
動を目ざして、0.5％程度のアルゴンガスを含む
ネオン−アルゴン混合ガス25Torr程度発光管に
封入したとしても、100〜120Vの商用電源で確実
にランプを始動することは、もはや不可能であつ
た。このような事態は従来、広く用いられている
ように、発光管になんらかの始動補助手段を講じ
たとしても改善されなかつた。しかし、この問題
自体の解決はあまり困難ではない。たとえば、螢
光灯に使用されているような点灯管または固体
（半導体）点灯素子を用いることである。この点
灯管ランプには並列に、安定器には直列に配置す
れば、点灯管の遮断時に安定器のインダクタンス
に誘起される１〜2KVの高いパルス電圧がラン
プに印加されるので、確実に始動が行なえる。こ
の点灯管を用いる方法は、他のイグナイタを安定
器に組込む方法や、バイメタルスイツチをランプ
外管に装填する方法に比較して小形ランプの特徴
を損なわないという点で非常に優れている。この
ように、ランプの始動に関しては解決できるわけ
であるが、後者のランプ寿命特性上の問題が未解
決のまま残されている。すなわち、20〜100Wと
いう低い定格ランプ電力の小形高演色性高圧ナト
リウムランプの場合、発光管の内径は、既に製品
化されているような150〜400Wランプのそれより
も格段に小さくなり、それに伴つて、発光管内壁
と電極間の距離も小さくなり、そのために、現在
150〜400Wランプで使用されている同じ種類、組
成比、封入圧力の始動用希ガスが封入された場合
には、ランプ始動時、グロー放電からアーク放電
への遷移が困難となり、電極物質の飛散が厳しく
なることである。この結果、寿命中の光束低下が
顕著となる。 そこで、発明者らは上記始動用希ガスの混合比
率と封入圧力に着目し、これらとランプ寿命特性
の関係について実験、検討を行なつた。 以下、本発明の一実施例について図面とともに
説明する。 第１図は実験に供した50Wの高演色性高圧ナト
リウムランプのアルミナ発光管の縦断面を示した
ものである。 同図において、１は内径φが4.7mmのアルミナ
からなる発光管であつて、その両端部にはアルミ
ナからなるエンドリング２，３を介してニオブ管
４，５が封着されている。ニオブ管４，５の先端
部には電極６，７が保持されていて、これら電極
間の最短距離ｄは10.0mmとなつている。発光管１
の内部にはナトリウムモル比が78％のナトリウム
アマルガム８と始動用希ガスとしてネオン−クリ
ンプトン混合ガスが封入されている。９，１０は
タンタルからなる熱保護膜で、発光管１の両端部
外周に付設されていて、ランプ動作時には発光管
１の内部、特に電極６，７から放射される熱や光
を電極後方に形成される発光管最冷点部に閉じ込
めてこの最冷点の温度を高める働きをなす。本実
施例における実験に際しては、あらかじめランプ
電圧45V、ランプ電力50W一定のもと、色温度
2500K、平均演色評価数Raが80以上となるよう、
熱保護膜９，１０の発光管１の長手方向の長さを
あらかじめ調節してある。 以上に説明した第１図の発光管１に始動用希ガ
スとして各種混合比率のネオン−クリプトン混合
ガス20Torrから500Torrの範囲で何段階かに選
んで封入したランプを製作し、まず、点灯管を用
いてランプの始動試験を行なつた。 第２図は点灯管２１およびシングルチヨーク安
定器２２を用い、外管２３内に発光管１が組み込
まれた高圧ナトリウムランプの始動実験を行なつ
た電気回路図である。この実験では、点灯管２１
の遮断電流を制御するための限流抵抗２４を挿入
した。また、この実験では交流100Vの電源２５
をランプに印加して行なつた。 その実験の結果、ランプを確実に始動すること
ができるのは、上記ネオン−クリプトン混合ガス
の封入圧力が20Torr以上、250Torr以下で、か
つ混合ガスのクリプトンの分圧比率が50％以下の
ランプであつた。次いで、このように始動が確実
に行なえるランプの定格点灯試験を行ない、ラン
プ寿命である9000時間の点灯後、ランプの光束維
持率を測定したところ、下表に示すとおりの結果
が得られた。
【表】
〓単位：％〓
上表からも明らかなように、ランプ寿命末期に
おいても、実用レベル（60％以上）の光束を維持
できるランプは発光管１に封入される始動用希ガ
スのネオン−クリプトン混合ガスの全圧力が
30Torr以上、250Torr以下であり、かつ同混合
ガスに占めるクリプトンガスの分圧比率が３％以
上、50％以下の範囲のものであることがわかる。
なかでも、ランプ寿命末期における光束維持率が
70％を上回り実用上、全く問題にならないのは、
同混合ガスの封入圧力が40Torr以上、250Torr
以下の範囲にあり、かつ同混合ガスに占めるクリ
プトンガスの分圧比率が５％以上、50％以下のも
のであることがわかる。 以上の結果は電極間の最短距離ｄが10.0mm、内
径φが4.7mmの発光管１を有する小形の高演色性
高圧ナトリウムランプに対する実験により得られ
たものであるが、前記ｄが25mm以下で、前記φが
７mm以下の発光管であれば、上記の高演色性高圧
ナトリウムランプに限らず一般の高圧ナトリウム
ランプにおいても等しく得られることが確認され
た。 なお、点灯管の代りに、固体点灯素子を用いて
もよいことはいうまでもない。 以上説明したように、本発明によれば、両端部
に電極が設けられ、前記電極間の最短距離が25mm
以下であり、かつ始動用希ガスとしてネオン−ク
リプトン混合ガスが封入された内径７mm以下の発
光管、この発光管を内蔵した外管、およびこの外
管内に設けられ、前記発光管に始動電圧を印加す
るための点灯管または固体点灯素子を備え、100
〜120Vの電源電圧で点灯される20〜100W高圧ナ
トリウムランプであつて、前記ネオン−クリプト
ン混合ガスの封入圧力が30Torr以上、250Torr
以下であり、かつ前記ネオン−クリプトン混合ガ
スに占めるクリプトンガスの分圧比率が３％以
上、50％以下の範囲にあるので、ランプ始動が確
実に行なわれるばかりでなく、ランプ始動時にお
ける電極物質の飛散が大幅に抑制されるために、
優れた寿命特性が得られるものである。
上表からも明らかなように、ランプ寿命末期に
おいても、実用レベル（60％以上）の光束を維持
できるランプは発光管１に封入される始動用希ガ
スのネオン−クリプトン混合ガスの全圧力が
30Torr以上、250Torr以下であり、かつ同混合
ガスに占めるクリプトンガスの分圧比率が３％以
上、50％以下の範囲のものであることがわかる。
なかでも、ランプ寿命末期における光束維持率が
70％を上回り実用上、全く問題にならないのは、
同混合ガスの封入圧力が40Torr以上、250Torr
以下の範囲にあり、かつ同混合ガスに占めるクリ
プトンガスの分圧比率が５％以上、50％以下のも
のであることがわかる。 以上の結果は電極間の最短距離ｄが10.0mm、内
径φが4.7mmの発光管１を有する小形の高演色性
高圧ナトリウムランプに対する実験により得られ
たものであるが、前記ｄが25mm以下で、前記φが
７mm以下の発光管であれば、上記の高演色性高圧
ナトリウムランプに限らず一般の高圧ナトリウム
ランプにおいても等しく得られることが確認され
た。 なお、点灯管の代りに、固体点灯素子を用いて
もよいことはいうまでもない。 以上説明したように、本発明によれば、両端部
に電極が設けられ、前記電極間の最短距離が25mm
以下であり、かつ始動用希ガスとしてネオン−ク
リプトン混合ガスが封入された内径７mm以下の発
光管、この発光管を内蔵した外管、およびこの外
管内に設けられ、前記発光管に始動電圧を印加す
るための点灯管または固体点灯素子を備え、100
〜120Vの電源電圧で点灯される20〜100W高圧ナ
トリウムランプであつて、前記ネオン−クリプト
ン混合ガスの封入圧力が30Torr以上、250Torr
以下であり、かつ前記ネオン−クリプトン混合ガ
スに占めるクリプトンガスの分圧比率が３％以
上、50％以下の範囲にあるので、ランプ始動が確
実に行なわれるばかりでなく、ランプ始動時にお
ける電極物質の飛散が大幅に抑制されるために、
優れた寿命特性が得られるものである。
第１図は本発明にかかる高圧ナトリウムランプ
の発光管の縦断面図、第２図は本発明の一実施例
である高圧ナトリウムランプの点灯回路図であ
る。 １……発光管、２，３……エンドリング、４，
５……ニオブ管、６，７……電極、８……ナトリ
ウムアマルガム、９，１０……熱保護膜、２１…
…外管、２２……点灯管、２５……電源。
の発光管の縦断面図、第２図は本発明の一実施例
である高圧ナトリウムランプの点灯回路図であ
る。 １……発光管、２，３……エンドリング、４，
５……ニオブ管、６，７……電極、８……ナトリ
ウムアマルガム、９，１０……熱保護膜、２１…
…外管、２２……点灯管、２５……電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13681881A JPS5838450A (ja) | 1981-08-31 | 1981-08-31 | 高圧ナトリウムランプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13681881A JPS5838450A (ja) | 1981-08-31 | 1981-08-31 | 高圧ナトリウムランプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5838450A JPS5838450A (ja) | 1983-03-05 |
| JPH0465492B2 true JPH0465492B2 (ja) | 1992-10-20 |
Family
ID=15184216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13681881A Granted JPS5838450A (ja) | 1981-08-31 | 1981-08-31 | 高圧ナトリウムランプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5838450A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5426079A (en) * | 1977-07-28 | 1979-02-27 | Toshiba Corp | Metallic vapor discharge lamp |
| JPS54146481A (en) * | 1978-05-09 | 1979-11-15 | Matsushita Electronics Corp | High-pressure sodium lamp |
-
1981
- 1981-08-31 JP JP13681881A patent/JPS5838450A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5838450A (ja) | 1983-03-05 |
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