JPH0519256B2 - - Google Patents

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JPH0519256B2
JPH0519256B2 JP58178145A JP17814583A JPH0519256B2 JP H0519256 B2 JPH0519256 B2 JP H0519256B2 JP 58178145 A JP58178145 A JP 58178145A JP 17814583 A JP17814583 A JP 17814583A JP H0519256 B2 JPH0519256 B2 JP H0519256B2
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JP
Japan
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arc tube
lamp
lead wire
pressure
internal lead
Prior art date
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JP58178145A
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English (en)
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JPS6072153A (ja
Inventor
Akira Ito
Kozo Kawashima
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Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Lighting and Technology Corp
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/50—Auxiliary parts or solid material within the envelope for reducing risk of explosion upon breakage of the envelope, e.g. for use in mines

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  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕 本発明は高圧ナトリウムランプにおける発光管
の破裂防止技術に関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 一般に高圧金属蒸気放電灯は、発光管自身で電
流を制限する機能を持たないので、限流器として
の安定器と組み合せて使用される。安定器は、鉄
心の上に絶縁被覆を施した金属線を多層に巻回し
たチヨークコイルが多用され、その他コンデンサ
を並用したものなどが使用されている。 ところで安定器の寿命は通常8ないし10年とさ
れており、寿命原因の多くは絶縁物の劣化による
限流機能の低下である。特に高圧ナトリウムラン
プは始動電圧が高いので安定器またはランプの外
管内に収容したパルス発生器から始動用高圧パル
スを印加して起動させるようになつており、この
高圧パルスのために、高圧水銀ランプやメタルハ
ライドランプ等に比べて安定器の絶縁物劣化を早
める傾向にあり、かつ、劣化を始めた安定器を高
圧パルスによつて強制的に絶縁破壊させることが
ある。 安定器が寿命末期あるいは他の原因で限流機能
を失うとランプには多大な電流が流れる。この結
果、発光管に投与されるランプ入力が急増し、発
光管内の封入物の圧力が急速に高まるため発光管
が破裂し、さらに外管も破損させて、ランプ自身
または破片が落下するなどが心配される。 このような危険を防止するため、「特開昭51−
96186号公報」にみられるような手段が開発され
ている。すなわちこのものは外管のステムから口
金のアイレツト端子に至るリード線の一部にヒユ
ーズ機能をもつ導電線を使用したものであり、過
電流が流れた場合に上記ヒユーズ機能をもつ導電
線が瞬時に溶断して発光管の破裂を防止したもの
である。 しかしながらこのようなヒユーズ機能をもつ導
電線を選定する場合には、単なる過電流に対する
溶断性だけで判断することはできず、高圧ナトリ
ウムランプにおいては発光管内に封入されている
始動用希ガスのガス圧力との関係を考慮する必要
がある。すなわち発光管に過電流が投与される
と、発光管内の温度が急激に上昇し、これに伴つ
て管内のガス圧力も上昇する。このガス圧上昇に
伴つて発光管の管壁が耐え切れなくなるので、亀
裂や破裂を生じるものである。そしてガス圧の上
昇具合は、入力されるランプ電流の大きさと、封
入されたガス圧との関係に左右される。ところ
が、高圧ナトリウムランプの始動用希ガスの封入
圧力はランプ効率を決定する要因であるため、ラ
ンプ定格値により、また同一定格値であつても封
入圧力を異らせる場合があり、したがつてヒユー
ズ機能は単に過電流値だけの溶断能力では選定で
きないものである。 〔発明の目的〕 本発明は上述の事情にもとづきなされたもの
で、その目的とするところは、外管のステムから
外管内に導入され発光管に接続される内部リード
線の少なくとも一部に発光管内に封入された始動
用希ガスと所定の関係をもつたヒユーズ機能を有
する導電線を使用し、ランプに過大電流が流れた
場合に発光管の破裂を未然に防止することができ
る高圧ナトリウムランプを提供しようとするもの
である。 〔発明の概要〕 すなわち本発明は、透光性セラミツクからなる
発光管内に水銀とナトリウムおよび始動用希ガス
を封入し、この発光管を一端に口金を取着した外
管に収容してなる高圧ナトリウムランプにおい
て、上記外管のステムから外管内に導入され上記
発光管に接続される内部リード線の少なくとも一
部が800℃以上2000℃以下の融点の導電線で構成
されているとともに、この導電線の断面積をS
(mm2)、ランプ電流をI(アンペア)、上記発光管内
に封入された始動用希ガスの封入圧力をP
(Torr)とした場合、 logP≦0.4(I/S)+0.9 3.8≦I/S<20 を満足するようにしたことを特徴とする。 〔発明の実施例〕 以下本発明の一実施例を図面にもとづき説明す
る。 図において1は外管であり、ネツク部2をステ
ム3で閉封してある。このステム部には後述する
口金4を被着してある。外管1に収容された発光
管5は透光性セラミツクチユーブからなり、両端
内部に主電極6a,6bを対設してある。発光管
5内には所定量の水銀とナトリウムおよび所定圧
のキセノンガス等の始動用希ガスが封入されてい
る。発光管5は両端をホルダ7a,7bによつて
支持されている。この場合、一方のホルダ7aは
主電極6aと電気的に接続されているが、他方の
ホルダ7bは主電極6bに対して絶縁物8を介し
て支持している。上記ホルダ7a,7bは導電線
兼用のサポート9に接続されており、このサポー
ト9はステム3に封着したウエルズ10に溶接さ
れている。なおステム3には他のウエルズ11も
封着されており、このウエルズ11には内部リー
ド線12を介して上記他の主電極6bが接続され
ている。 上記一方のホルダ7aには近接導体13の一端
が遊動自在に支持されており、この近接導体13
の他端はバイメタル片14を介してサポート9に
支持されている。上記近接導体はランプ始動前に
発光管5の外面に接触もしくは接近されており、
ランプ点灯後には発光管5の発熱にもとづくバイ
メタル片14の熱変形により発光管5から離間さ
れる。 外管1内には始動装置としてフイラメント15
およびバイメタルスイツチ16が収容されてい
る。すなわち17は絶縁台を示し、この絶縁台1
7にはフイラメント15が面形状に張架して支持
されているとともにこのフイラメント15に対面
してバイメタルスイツチ16が配設されている。
フイラメント15の一端は接続線18を介して前
述の内部リード線12に接続されているとともに
他端はバイメタルスイツチ16の一端に接続され
ている。このバイメタルスイツチ16の他端は他
の接続線19を介してサポート9に接続されてい
る。したがつて上記フイラメント15とバイメタ
ルスイツチ16は第2図に示すように直列回路を
構成しており、しかもこの直列回路は発光管5に
対して並列に接続されている。なおバイメタルス
イツチ16は常閉形スイツチである。内部リード
線12はヒユーズ機能を有しており、800℃以上
2000℃以下の融点の導電線にて形成されていると
ともに、この導電線の断面積をS(mm2)、ランプ電
流をI(アンペア)および発光管5内に封入され
た始動用希ガスの封入圧力をP(Torr)とした場
合、 logP≦0.4(IL/S)+0.9 および3.8≦I/S<20 を満足するように形成されている。 なお、第1図中20…はゲツターである。また
このような構成の高圧ナトリウムランプは、第2
図に示されるように、チヨークコイル形安定器2
1を介して交流電源22に接続して使用される。 上記ヒユーズ機能を有する内部リード線12の
条件は本発明者らの実験により求められたもので
あり、以下実験について説明する。 〔実験 1〕 ランプ電力WLが360ワツト定格値の高圧ナトリ
ウムランプは、ランプ電圧VL=130ボルト、ラン
プ電流I=3.3アンペアである。このランプを400
ワツト水銀ランプ用チヨークコイル形安定器と組
合せて点灯している時に、安定器を短絡させる実
験を行つた。この場合、以下の3つの現象が発生
する。 (1) 発光管が電極先端部付近から中央部に亘つて
破裂する。 (2) 発光管の破裂と内部リード線12の溶断が同
時に発生する。 (3) 発光管の破裂が見られないが、内部リード線
12の溶断が発生する。 安定器を使用せずにランプを直接電源に接続し
た場合、電源側のもつインダクタンス成分により
外管内の始動装置の高電圧パルスによつてランプ
は始動するが、始動直後に上記(1)〜(3)の現象が発
生する。このような実験結果から内部リード線1
2を発光管の破裂より早く溶断させることが可能
であり、このことから発光管の破裂を防止できる
ことが判る。 〔実験 2〕 内部リード線12の材質をニツケル(Ni)と
し、単線あるいは撚線にて断面積S(mm2)を種々
変えたランプを作り、安定点灯中に安定器を短絡
する試験を行つてリード線の溶断と発光管の破裂
具合を調べた。この結果は下表に示す。なお使用
したランプは水銀ランプ用安定器適合形の180ワ
ツト、360ワツト、660ワツトで、いづれも始動用
希ガスとしてキセノンガスを250Torr封入したも
のである。
【表】
〔実験 3〕
〔実験1〕と同様の360ワツト高圧ナトリウム
ランプにおいてキセノンのガス圧を50ないし500
(Torr)の範囲で変化させて〔実験1〕と同様な
短絡試験を行つた。この結果、ガス圧が高くなる
程、内部リード線の溶断でとどめようとすれば線
径を小さくしなければならないことが判つた。こ
の理由は、ガス圧が高い程過電流が流れた場合に
発光管内のガス圧上昇が早く、したがつてより短
時間で内部リード線を溶断させる必要があるため
である。そこでさらに180ワツト、660ワツトのラ
ンプでガス圧を変化させてリード線の溶断具合を
調べたところ、〔実験2〕と同様に、大ワツト程
リード線溶断でとどまる線径が太くなることが判
つた。 そこで電流密度I/Sを用いて発光管が破裂や
亀裂を発生せずに内部リード線のみが溶断する場
合についてキセノンガス圧P(Torr)との関係を
整理すると第3図のようになつた。第3図におけ
る線はlogP=0.4(I/S)+0.9であり、この線よ
りも下方の領域が好ましい結果を生じる。したが
つて内部リード線のみを溶断させるためには封入
キセノンガス圧P(Torr)と電流密度I/S(ア
ンペア/mm2)の関係を logP≦0.4(I/S)+0.9 に規制すれば良いことが判明した。 又、実施例に於ては内部リード線全体が上記式
を満足する様な断面積を有する例が示されている
が、内部リード線の一部が上記式を満足する様な
断面積を有し内部リード線の他の部分がそれより
大きい断面積を有した場合も同じ効果が得られ
る。 なお上記式はキセノンガス圧が50〜500Torrの
範囲で得られたものであるが、キセノンガス圧が
低いと立消電圧が高くなるとともにランプ効率の
低下を招き、逆にキセノンガス圧が高くなるとラ
ンプ始動に要するパルス電圧が高くなつて始動性
が低下することが判つており、実用的にはキセノ
ンガス圧を100ないし350Torrの範囲が望ましい。 また発光管に封入する始動用希ガスとしてキセ
ノンガスに代えてキセノンとクリプトンとの混合
ガス、ネオン、アルゴンの混合ガスを使用しても
前述の式の範囲であれば内部リード線の溶断のみ
でとどまることを確認した。 さらに内部リード線の材質はニツケルばかりで
なく、鉄、銅、アルミニウムあるいはこれらに添
加物を加えたもの、もしくはこれらの合金等であ
つてもよく、これらの材質はいづれも融点が800
℃以上2000℃以下である。融点が2000℃を越える
ものは電気比抵抗が大きいので好ましくない。ま
た、融点が800℃未満の材質の場合、ランプ作動
中のランプ内部品の温度は300℃ないし400℃程度
になるため、寿命中における信頼性に欠ける。 尚、以上の実施例によれば、ヒユーズ機能を有
する内部リード線を、ステムから発光管に亘る全
線を従来の内部リード線と交換して使用している
ため、従来の内部リード線と同様な接続作業によ
つて組立てが可能となり、一部分だけをヒユーズ
と交換する場合に比べて作業工程が削減し、かつ
接続箇所の接続信頼性も大となる。 〔発明の効果〕 以上述べた通り本発明によると、ランプに過大
電流が流れた場合に内部リード線が溶断して発光
管の破裂を防止する。特に上記内部リード線は発
光管内の始動用希ガスの封入圧力との関係におい
てヒユーズ機能が規制されているため発光管に亀
裂すら発生させない。 また本発明における導電線によれば、通常の正
常な使用状態で溶断することなく、さらに実用上
酸化による劣化もない。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示し、第1図は高圧
ナトリウムランプの全体を示す構成図、第2図は
使用状態の回路図、第3図は特性図である。 1……外管、3……ステム、4……口金、5…
…発光管、6a,6b……主電極、12……内部
リード線。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 透光性セラミツクからなる発光管内に水銀と
    ナトリウムおよび始動用希ガスを封入し、この発
    光管を一端に口金を取着した外管に収容してなる
    高圧ナトリウムランプにおいて、上記外管のステ
    ムから外管内に導入され上記発光管に接続される
    内部リード線の少なくとも一部が800℃以上2000
    ℃以下の融点の導電線で構成されているととも
    に、この導電線の断面積をS(mm2)、ランプ電流を
    I(アンペア)、上記発光管内に封入された始動用
    希ガスの封入圧力をP(Torr)とした場合、 logP≦0.4(I/S)+0.9 3.8≦I/S<20 を満足するようにしたことを特徴とする高圧ナト
    リウムランプ。
JP17814583A 1983-09-28 1983-09-28 高圧ナトリウムランプ Granted JPS6072153A (ja)

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JPS6034219B2 (ja) * 1979-03-30 1985-08-07 三菱電機株式会社 金属蒸気放電灯
JPS57138767A (en) * 1981-02-20 1982-08-27 Iwasaki Electric Co Ltd High pressure sodium lamp

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