JPH09115486A - 高圧放電ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発光管が始動不能になった時に、パルス電圧
の発生を停止する高圧放電ランプを提供する。 【解決手段】 発光管１と並列に、始動器２と熱応動ス
イッチ３と温度ヒューズ素子４とで構成された直列回路
を接続し、始動器２の抵抗発熱体２ｂに温度ヒューズ素
子４を近接して配置する。発光管１の不動作時に抵抗発
熱体２ｂの熱により温度ヒューズ素子４を溶断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外管内に発光管と
始動用のパルス電圧を発生させるための始動器とを内蔵
した高圧放電ランプの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】例えば
高圧ナトリウムランプ等の始動器内蔵形の高圧放電ラン
プの始動回路として、従来より一般的に用いられている
第１の高圧放電ランプの一構成例を図４に示す。図４に
おいて、熱応動スイッチ２ａと加熱用抵抗体２ｂの直列
回路で構成された始動器２が発光管１と並列に接続され
ている。近接導体６は、始動補助の目的で、熱応動スイ
ッチ７を介して発光管１の外表面に接触するように設け
られ、外管５内に収納されている。この様な構成を有す
る第１の高圧放電ランプを安定器１３を介して交流電源
１４に接続すると、熱応動スイッチ２ａが開閉動作を繰
り返す。熱応動スイッチが開路する瞬間に安定器１３に
流れていた電流が遮断されるので、安定器１３の両端に
パルス電圧が発生する。このパルス電圧は電源電圧に重
畳され、発光管１に印加されるので、発光管１の放電が
開始する。高圧放電ランプの安定点灯中は、発光管１か
らの放射熱により熱応動スイッチ２ａ及び熱応動スイッ
チ７はそれぞれ開路状態に保たれる。

【０００３】しかしながら、上記従来の第１の高圧放電
ランプでは、高圧放電ランプの寿命末期において発光管
１の始動電圧が著しく上昇した場合や、外部からの機械
的衝撃等の何らかの理由により発光管１への接続が切断
された場合、発光管１が始動せず、始動器２に電源１４
の電圧の印加が続き、パルス電圧が発生し続ける。この
ような状態で電源スイッチを投入したまま放置すると、
パルス電圧の継続的な印加により安定器１３の寿命を短
縮したり、安定器１３と高圧放電ランプ間の配線の絶縁
低下を引き起こすおそれがある。

【０００４】かかる問題点を解決するものとして、例え
ば特開平７−１０５９１３号公報に記載されている第２
の高圧放電ランプが知られている。その構成を図５に示
す。図５において、発光管１と並列に始動器２及び第１
の熱応動スイッチ３で構成された直列回路が接続され、
さらに加熱用抵抗体１５及び熱応動スイッチ１６で構成
された直列回路がこれらと並列に接続されている。加熱
用抵抗体１５は第１の熱応動スイッチ３に接近して配置
されている。このような構成において、安定器１３と始
動器２によりパルスが発生されているにもかかわらず発
光管１が点灯しない場合、この高圧パルスは発生し続け
るが、同時に加熱用抵抗体１５が発熱し、その熱により
熱応動スイッチ３が開放される。その結果、始動器２が
点灯回路から切り放され、パルス電圧の発生が停止す
る。しかしながら、上記第２の高圧放電ランプでは、始
動器２自体を動作不能状態に至らしめるものではないた
め、高圧放電ランプへの電源電圧の印加を停止すると元
の状態に復帰し、電源を再投入するごとに一定期間のパ
ルス電圧の発生が繰り返される。

【０００５】本発明は上記従来例の問題点を解決するた
めになされたもので、発光管が何らかの原因で始動不能
になった場合において、始動器回路の一部を溶断させる
ことにより始動器を恒久的に動作不能の状態にし、パル
ス電圧が発生しないようにした安全性の高い高圧放電ラ
ンプを提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の高圧放電ランプは、両端に一対の電極を有
し内部に発光物質を封入した発光管と、前記発光管の両
電極間にパルス電圧を印加するための始動器とを外管内
に設置した高圧放電ランプであって、前記発光管と並列
に始動器、熱応動スイッチ及び温度ヒューズ素子で構成
された直列回路を接続し、前記始動器はグロースタータ
及び抵抗発熱体の直列回路で構成されている。

【０００７】上記構成において、前記温度ヒューズ素子
は前記始動器の抵抗発熱体の近傍設けられていることが
好ましい。また、上記構成において、前記抵抗発熱体は
セラミックヒーターであることが好ましい。

【０００８】また、上記構成において、前記抵抗発熱体
は平板状であり、前記抵抗発熱体表面に温度ヒューズ素
子が付設されていることが好ましい。また、上記構成に
おいて、前記温度ヒューズ素子は、前記抵抗発熱体の前
記発光管とは反対側に配置されていることが好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の高圧放電ランプは、両端
に一対の電極を有し内部に発光物質を封入した発光管
と、発光管の両電極間にパルス電圧を印加するための始
動器とを外管内に設置し、発光管と並列に始動器、熱応
動スイッチ及び温度ヒューズ素子で構成された直列回路
を接続し、始動器はグロースタータ及び抵抗発熱体の直
列回路で構成されている。そのため、高圧放電ランプが
何らかの要因で不動作に至った場合、グロースタータと
抵抗発熱体とで構成された始動器に電圧印加が続き、抵
抗発熱体により制限された電流が断続的に流れ続け、そ
の電流による自己発熱で抵抗発熱体の温度が上昇する。
そして、抵抗発熱体に近接して配置されている温度ヒュ
ーズ素子は、抵抗発熱体による加熱でその溶融温度以上
になると溶断する。温度ヒューズ素子が溶断すると、始
動器回路にはもはや電流が流れ得ないので、いずれの場
合においても始動器は恒久的に動作不能の状態になり、
以後は電源を再投入した場合にもパルス電圧が発生する
ことはない。

【００１０】以下、本発明の高圧放電ランプの実施形態
について図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の高
圧放電ランプの一実施形態の回路構成を示す模式図であ
る。図１に示すように、本発明の高圧放電ランプは、例
えばナトリウムランプであり、始動器２、第１の熱応動
スイッチ３及び温度ヒューズ素子４で構成された直列回
路が発光管１と並列に接続され、外管５内に収納されて
いる。高圧ナトリウムランプの場合には、外管５内は一
般に高真空に維持されているが、メタルハライドランプ
の場合には窒素等の不活性ガスが封入されることもあ
る。始動補助のための近接導体６は、発光管１の外表面
に接触するように設けられ第２の熱応動スイッチ７を介
して発光管１の一方の電極に接続されている。

【００１１】第２の熱応動スイッチ７は、高圧放電ラン
プの安定点灯時に発光管１からの放射熱により開路し、
近接導体６に電位がかからないようにするためのもので
ある。第２の熱応動スイッチ７は、高圧放電ランプの再
始動時、すなわち、高圧放電ランプへの電流が遮断され
再度投入されたときの点灯を確実にするため、第１の熱
応動スイッチ３よりもその復帰時間が短くなるように設
定されている。

【００１２】始動器２は、グロースタータ２ａ及びグロ
ースタータ２ａに流れる電流を制限するための抵抗発熱
体２ｂの直列回路で構成されている。第１の熱応動スイ
ッチ３は、高圧放電ランプの安定点灯中に、発光管１か
らの放射熱により開路し、始動器２を遮断するためのも
のである。温度ヒューズ素子４は、抵抗発熱体２ｂの自
己発熱により加熱され、その溶融温度以上になると溶断
してしまうように構成されている。温度ヒューズ素子４
は、抵抗発熱体２ｂに近接して配置され、その溶融温度
は高圧放電ランプの安定点灯中における外管５内の温度
よりも高く設定されている。これらの各構成要素は、安
定器１３及び交流電源１４に接続されている。

【００１３】始動補助機能を有する発光管１を用いた他
の構成例を図２に示す。図２において、発光管１は始動
補助機能を有するため、近接導体６及び第２の熱応動ス
イッチ７が省かれている。かわりに、始動器２と発光管
１の一方に電極間に補助電極への電流を制限するための
補助抵抗体８が設けられている。

【００１４】図１及び図２における抵抗発熱体２ｂとし
ては通常の炭素被膜抵抗器を用いてもよく、又はセラミ
ックヒータ等を用いてもよい。後者の場合、図３に示す
ように、抵抗発熱体２ｂである平板状のセラミックヒー
ターの表面に必要数の端子を取り付け、その端子に温度
ヒューズ素子４を付設しユニット化してもよい。これに
より、抵抗発熱体２ｂから温度ヒューズ素子４の距離を
容易に一定に保つことができる。また、温度ヒューズ素
子４をセラミックヒータの発光管１に対して反対側の面
に配置することにより、発光管１からの熱を受けにくく
する等の効果がある。図３において、抵抗発熱体２ｂの
端子９と１０は導通しており、端子９はグロースタータ
２ａ側の端子に、端子１０は温度ヒューズ素子側の端子
にそれぞれ接続されている。温度ヒューズ素子４は端子
１０と１１の間に接続されており、端子１１は熱応動ス
イッチ３側の端子に接続されている。端子１２は、この
セラミックヒーターを高圧放電ランプの外管５内の適切
な位置に保持するための取り付け用端子である。

【００１５】以上のように構成された高圧放電ランプ
（高圧ナトリウムランプ）を、誘導性を有する安定器１
３及び電源１４を用いて点灯する場合の動作について説
明する。まず、高圧放電ランプに安定器１３を介して電
源１０の電圧を印加すると、始動器２のグロースタータ
２ａが開閉動作を開始し、安定器１３の端子間にパルス
電圧が発生する。パルス電圧により発光管１の放電が開
始すると、発光管電圧が低下するので、グロースタータ
２ａは動作を停止し、始動器２の回路に流れる電流も停
止する。

【００１６】発光管１が正常に動作する状態では、電源
電圧を印加してから発光管１の放電が開始するまでの時
間は長くても数秒間である。そのため、この期間中の抵
抗発熱体２ｂによる加熱を受けても温度ヒューズ素子４
は溶融温度までには到達しない。その後、発光管１の温
度が上昇していくと、その熱により第１の熱応動スイッ
チ３が開路状態になる。従って、高圧放電ランプの安定
点灯中においては、始動器２の回路が遮断された状態に
維持される。万一、高圧放電ランプの寿命末期におい
て、発光管１の始動電圧が著しく上昇したり、外部から
の機械的衝撃により発光管１への電流供給線の一部が遮
断される等の理由により、発光管１が始動不能の状態に
なった場合、当然、電源電圧を印加しても発光管１は放
電を開始しない。この時、グロースタータ２ａが開閉動
作を続け、始動器２の直列回路には断続的に電流が流れ
続け、抵抗発熱体２ｂの温度が上昇していく。これによ
り温度ヒューズ素子４が加熱され、その溶融温度を越え
ると溶断する。これにより、始動器２の回路は恒久的に
遮断された状態になり、それ以後は高圧放電ランプに電
源電圧を印加した状態で放置しても、あるいは電源電圧
の再投入を繰り返してもパルス電圧が発生することはな
く、極めて安全な状態になる。

【００１７】

【実施例】次に、本発明の具体的実施例について説明す
る。図１に示す回路構成を有する２２０Ｗの高圧ナトリ
ウムランプを試作した。発光管１は、外径９ｍｍ、電極
間距離５８ｍｍであり、始動用希ガスとしてキセノン約
２７ｋＰａの圧力で封入した。グロースタータ２ａに直
列に接続する抵抗発熱体２ｂとして、一辺が２５ｍｍの
正方形で、室温及び約７５０℃の飽和温度時での抵抗値
が、それぞれ約１５０Ω及び７００Ωのセラミックヒー
ターを用いた。温度ヒューズ素子４としては、直径０．
６ｍｍの銀ロウ線で、溶融温度が約６００℃のものを用
い、図３に示すようにセラミックヒーターの面から３ｍ
ｍ離れた位置に取り付けた。

【００１８】このように製作した高圧ナトリウムランプ
を２５０Ｗ高圧水銀灯用安定器を介して２００Ｖの交流
電源に接続すると、先に述べた過程を経て発光管１が正
常に始動し、安定状態に移行した。次に、発光管１が始
動不能になった状態での実験を行うために、高圧放電ラ
ンプを消灯して冷却後に、レーザー光線を利用して、外
管５を破壊することなく、外管５内で発光管１への電流
供給線を切断し、発光管１を始動不能な状態にした。こ
の状態で電源電圧を印加すると、始動器２の回路に電流
が流れ続け、抵抗発熱体２ｂとしてのセラミックヒータ
ーの温度が急速に上昇し、数十秒後に温度ヒューズ素子
４が溶断した。これにより始動器２の回路が遮断し、安
定器１３からのパルス電圧の発生が停止した。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の高圧放電
ランプによれば、両端に一対の電極を有し内部に発光物
質を封入した発光管と、発光管の両電極間にパルス電圧
を印加するための始動器とを外管内に設置し、発光管と
並列に始動器、熱応動スイッチ及び温度ヒューズ素子で
構成された直列回路を接続し、始動器はグロースタータ
及び抵抗発熱体の直列回路で構成されているので、万
一、高圧放電ランプの寿命末期において、発光管の始動
電圧が著しく上昇したり、外部からの機械的衝撃で発光
管への電流供給線の一部が切断される等して発光管が不
動作の状態になった場合、グロースタータと抵抗発熱体
とで構成された始動器に電圧印加が続き、抵抗発熱体に
より制限された電流が断続的に流れ続け、その電流によ
る自己発熱で抵抗発熱体の温度が上昇し、抵抗発熱体に
近接して配置されている温度ヒューズ素子が抵抗発熱体
による加熱でその溶融温度以上になると溶断する。温度
ヒューズ素子が溶断すると、始動器回路にはもはや電流
が流れ得ないので、いずれの場合においても始動器は恒
久的に動作不能の状態になり、以後は電源を再投入した
場合にもパルス電圧が発生することはない。その結果、
始動器や点灯回路配線の絶縁低下を防止できるという効
果を有する。

【００２０】また、温度ヒューズ素子を始動器の抵抗発
熱体の近傍設けることにより、抵抗発熱対による熱を温
度ヒューズ素子に確実に伝達することができ、発光管が
始動不能状態に陥った際に、始動器の恒久的動作不能に
至る時間を短くすることができる。また、抵抗発熱体と
してセラミックヒーターを用いることにより、抵抗発熱
体を任意の形状にすることができる。また、抵抗発熱体
を平板状とし、抵抗発熱体表面に温度ヒューズ素子を付
設したので、抵抗発熱体と温度ヒューズ素子との距離を
一定に保つことができ、また部品配置をコンパクトにす
ることができる。また、温度ヒューズ素子を抵抗発熱体
の前記発光管とは反対側に配置することにより、高圧放
電ランプの通常点灯時における発光管の輻射熱が直接温
度ヒューズ素子に照射されることを防止することがで
き、高圧放電ランプの点灯中における温度ヒューズ素子
の熱的劣化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高圧放電ランプの一実施形態における
回路構成を示す模式図

【図２】本発明の高圧放電ランプの一実施形態における
他の回路構成を示す模式図

【図３】本発明の高圧放電ランプにおける部品配置を示
す傾斜図

【図４】従来の第１の高圧放電ランプの回路構成を示す
模式図

【図５】従来の第２の高圧放電ランプの回路構成を示す
模式図

【符号の説明】

１ ：発光管 ２ ：始動器 ２ａ：グロースタータ ２ｂ：抵抗発熱体 ３ ：第１の熱応動スイッチ ４ ：温度ヒューズ素子 ５ ：外管 １３ ：安定器 １４ ：交流電源

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端に一対の電極を有し内部に発光物質
   を封入した発光管と、前記発光管の両電極間にパルス電
   圧を印加するための始動器とを外管内に設置した高圧放
   電ランプであって、前記発光管と並列に始動器、熱応動
   スイッチ及び温度ヒューズ素子で構成された直列回路を
   接続し、前記始動器はグロースタータ及び抵抗発熱体の
   直列回路で構成されている高圧放電ランプ。
2. 【請求項２】 前記温度ヒューズ素子は前記始動器の抵
   抗発熱体の近傍に設けられている請求項１記載の高圧放
   電ランプ。
3. 【請求項３】 前記抵抗発熱体はセラミックヒーターで
   ある請求項１又は２記載の高圧放電ランプ。
4. 【請求項４】 前記抵抗発熱体は平板状であり、前記抵
   抗発熱体表面に温度ヒューズ素子が付設されている請求
   項１から３のいずれかに記載の高圧放電ランプ。
5. 【請求項５】 前記温度ヒューズ素子は、平板状の抵抗
   発熱体の発光管とは反対側に配置されている請求項１か
   ら４のいずれかに記載の高圧放電ランプ。