JPH09306633A - 間隙素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、メタルハライドランプの起動のた
めに用いられる間隙素子の放電電圧が明るさによっても
変動しない間隙素子を提供する。 【解決手段】 本発明の間隙素子は、電極を取り付けた
金属封塞体で両端が封止された絶縁性の中空筒体の内壁
に、金属封塞体と電気的に接続されず、個々の点が導体
である点線の放電助成体を設けて成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、メタルハライドラ
ンプの起動のために使用される間隙素子に関し、特に明
・暗の雰囲気中において安定した放電動作が得られるよ
うに成した間隙素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】メタルハライドランプの起動のために、
間隙素子を用いることは古くから知られており、図３は
その起動装置の回路図である。

【０００３】図において、高圧ＤＣ電源１０よりコンデ
ンサ１１が充電され、その充電電圧が間隙素子７の放電
電圧に達すると、間隙素子は放電し、コンデンサ１１の
充電エネルギーは間隙素子７、昇圧トランス８の一次巻
線を介して瞬時に高電流が流れ、昇圧トランスの二次巻
線にメタルハライドランプ９を放電に至らしめる高圧を
発生する。この高圧によってメタルハライドランプ９が
放電起動すると、ランプ９は別電源（図示せず）の低圧
によって放電を維持する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記起動装置に用いら
れる間隙素子は、メタルハライドランプ９の起動電圧に
もよるが、例えばメタルハライドランプの起動電圧が２
０〜３０ＫＶのものでは、間隙素子７として８００〜９
００Ｖの放電電圧のものがよく用いられる。この間隙素
子７の放電特性はいかなる条件下でも安定していること
が好ましいことはいうまでもないが、ランプ９の放電起
動までには、複数回高圧をランプに印加するのが通常で
あり、この複数回の最初の放電電圧は周囲の明るさが明
るい場合と暗い場合とでは差があることが多々あり、差
が顕著なものでは明るい雰囲気に比べて暗い雰囲気で放
電特性が４０％も上昇するものがある。また同じ明るさ
の雰囲気でも最初の放電電圧と２回目以降の放電電圧と
でも大きな差を生じている。

【０００５】この明・暗による放電電圧差、同じ明るさ
の雰囲気での最初と２回目以降の放電電圧差は、ＤＣ電
源１０として大きいものが必要になるし、また間隙素子
としても高耐量のものが必要になるし、当然昇圧トラン
スも高耐圧のものが必要になる等の問題を呈する。

【０００６】したがって本発明は、かかる問題点を改善
し、明・暗の雰囲気における放電電圧差、同じ明るさの
雰囲気での放電電圧と２回目以降の放電電圧差をなくし
た間隙素子を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる目的を達
成するために、電極を取り付けた金属封塞体で両開口端
が封止された絶縁性の中空筒体の内壁に、両開口端部の
金属封塞体に向かう方向に個々の点が導体である点線よ
りなる放電助成体を設けてなる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、絶縁性の中空筒体と、第１の電極を有し前記中空筒
体の開口の一端を封塞する第１の金属封塞体と、第２の
電極を有し前記中空筒体の開口の他端を封塞する第２の
金属封塞体と、前記中空筒体の内部に封入される希ガス
とからなる間隙素子において、前記第１の金属封塞体と
前記第２の金属封塞体と電気的に接続されず且つ前記第
１の金属封塞体と前記第２の金属封塞体に向かう方向
に、個々の点が導体の点線よりなる放電助成体を前記中
空筒体の内壁に備えてなる間隙素子である。点線状の放
電助成体を設けることによって明・暗の雰囲気における
放電特性の差および同じ明るさの雰囲気での最初の放電
電圧と２回目以降の放電電圧の差を著しく軽減できる。

【０００９】本発明の請求項２に記載の発明は、放電助
成体は、第１の放電助成体と第２の放電助成体と第３の
放電助成体の３つが中空筒体の内壁に等間隔で設けられ
たものである請求項１に記載の間隙素子であり、放電助
成体が１つのものより明・暗の雰囲気および同じ明るさ
の雰囲気中における放電特性をより良好なものにするこ
とができる。

【００１０】本発明の請求項３に記載の発明は、放電助
成体は、カーボンで形成されてなる間隙素子であり、放
電助成体の材料としてカーボンでも充分使用できるもの
である。

【００１１】本発明の請求項４に記載の発明は、放電助
成体は、導電ペイントで形成されてなる間隙素子であ
り、放電助成体の材料として導電ペイントを用いて放電
助成体を形成してなる。

【００１２】本発明の請求項５に記載の発明は、放電助
成体が設けられる中空筒体の内壁は、凸凹状に形成され
てなる間隙素子であり、中空筒体の内壁を凸凹にするこ
とによって凸部の上を例えば筆などによって導電ペイン
トを点状に塗布し放電助成体を形成する時には、放電助
成体を形成する範囲を筆でなぞれば凸部だけに導電ペイ
ントが塗布されるので、作業性がよい。

【００１３】以下本発明の実施の形態について説明す
る。図１は、本発明の実施の形態を示す間隙素子の断面
図であり、１は例えばセラミック材料で作られ両端が開
口した絶縁性の中空筒体、２は鉄、ニッケル、銅その他
の金属単体またはそれらの合金の金属材料より成り中空
筒体１の開口の一端を封塞する第１の金属封塞体、３は
第１の金属封塞体２と同材料より成り中空筒体１の開口
の他端を封塞する第２の金属封塞体、４はチタン、タン
タル、タングステン等の高融点金属の１種または２種以
上の粉末をプレスで固めて焼結し第１の金属封塞体２に
溶接して取り付けられる第１の電極、５は第１の電極と
同様にして作成され第２の金属封塞体３に溶接して取り
付けられる第２の電極、６は金属封塞体２、３に向かう
方向で個々の点が導体である点線状に形成される放電助
成体である。また中空筒体１の内部には、アルゴン、ネ
オン、キセノン等の１種または２種以上の混合した希ガ
スが所定圧で封入されて間隙素子が構成される。

【００１４】なお、放電助成体６は、個々の点の間隔が
小さい時には、金属封塞体２、３を通じて第１と第２の
電極４、５に高電圧が印加されたとき、第１と第２の電
極４、５との間で主放電が生じる前に、金属封塞体２、
３と放電助成体６の端の点との間で放電が起こることも
あるので、放電助成体の端の点と金属封塞体２、３の間
は間隔ａ、ｂを設けておく必要がある。

【００１５】また、この放電助成体６は、鉛筆等のカー
ボンで中空筒体の内壁に点線を引くだけでも十分である
し、他の銀を主成分としたいわゆる導電ペイントで点線
を施してもよい。

【００１６】本発明の間隙素子は以上のようにして構成
されるが、ここで、放電助成体の有無について放電特性
の差異を確認するために、中空筒体１をセラミックの材
料よりなる内径６ｍｍφ、外径８ｍｍφ、全長１０ｍｍ
のもの、第１と第２の金属封塞体２、３として鉄とニッ
ケルの合金のもの、第１と第２の電極４、５としてタン
グステン粉末を固め焼結した直径が４ｍｍの焼結電極を
用い、第１と第２の電極４、５の放電間隔を１．５ｍ
ｍ、中空筒体１内にアルゴンガス１，１００Ｔｏｒｒ封
入して、従来の間隙素子として第１の間隙素子を５個作
成した。

【００１７】本発明による間隙素子として、中空筒体１
の内壁に第１と第２の金属封塞体２、３との間隔ａ、ｂ
が２ｍｍ、１つの点が約１ｍｍ×０．５ｍｍの大きさ
で、点と点との間が約１．０ｍｍ位の放電助成体６を図
２に示すように１つ設けてなる第２の間隙素子と、中空
筒体１の内周に等間隔で第２の間隙素子の放電助成体と
同様の放電助成体を３つ設けた第３の間隙素子と、中空
筒体１の内周に等間隔で第２の間隙素子の放電助成体と
同様の放電助成体を６つ設けた第４の間隙素子を他の仕
様を第１の従来の間隙素子と全く同じにして夫々５個作
成し、図３に示す回路で実際に使用してその差異を確認
し、下記の結果を得た。尚、放電助成体を１つ有した間
隙素子を第２の間隙素子、放電助成体を３つと６つ有し
た間隙素子を夫々第３、第４の間隙素子と呼称する。

【００１８】放電特性の結果 （１）明るい雰囲気

【００１９】

【表１】

【００２０】（２）暗い雰囲気

【００２１】

【表２】

【００２２】上記の夫々の試料において以上の結果を得
たが、結果を見ればその差異は明らかであり、放電助成
体の全くない第１の間隙素子は、明るい雰囲気と暗い雰
囲気での最初の放電電圧に大きな差異が生じている。こ
れに対し放電助成体を設けた本発明の第２、第３、第４
の間隙素子は、明・暗での雰囲気による電圧差は非常に
少なく、著しく改善されることが歴然としており、また
放電助成体が１つより３つ、６つと数を増やした方がよ
り一層改善されることが如実に結果として表れている。
また第１の間隙素子に比べ本発明の第２と第３と第４の
間隙素子は、同じ雰囲気における最初の放電電圧と２回
目以降の放電電圧の差が小さく放電特性が著しく改善さ
れている。

【００２３】本発明の実施の形態は、第１と第２の電極
を金属封塞体に備えただけのもので説明したが、他の実
施の形態として、放電の差異に生じる不純ガスの発生等
を抑制するエミッタ剤、例えば炭酸セシウムを主成分と
して他の接着剤と混合したエミッタ剤を第１と第２の電
極の先端に塗布してもよい（図示せず）。

【００２４】このエミッタ剤を電極の先端部に塗布する
だけで、長期に亘り安定した放電が得られることは勿論
であり、エミッタ剤を塗布したものと塗布しないものを
第２、第３の間隙素子でその差異を確認したところ、第
１発目の放電特性において、電極に対する体積比で約３
％程度のエミッタ剤を塗布したものは、塗布していない
ものに比べて明るい雰囲気では変わらないが、暗い雰囲
気ではその放電電圧が１０％程低くなった。このこと
は、エミッタ剤を塗布することにより、明・暗差による
放電電圧の差異をより少なくすることが出来る効果を有
している。

【００２５】なお、放電助成体の数は中空筒体の大きさ
にもよるが、３つ以上増やしても放電特性上は余り差異
はなく、むしろ作業性の点より考えれば３つでも充分で
あると思われる。

【００２６】さらに、中空筒体の内壁を凸凹状の粗面に
しておけば、放電助成体を施す場合には、例えば導電ペ
イントをつけた筆でなぞるだけで簡単に放電助成体を形
成することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明の間隙素子
は、中空筒体の内壁に個々の点が導体の点線よりなる放
電助成体を設けたので、明・暗の雰囲気における放電特
性の差異を非常に少なくすることができる。また、１発
目の放電電圧と２発目、３発目以降の放電電圧との差異
も極めて小さく、常に安定した放電特性で放電すること
ができる間隙素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による間隙素子の断面図

【図２】本発明の図１にかかる間隙素子のＡ−Ａ線の縦
断面図

【図３】メタルハライドランプの放電起動装置を示した
電気回路図

【符号の説明】

１ 中空筒体 ２ 第１の金属封塞体 ３ 第２の金属封塞体 ４ 第１の電極 ５ 第２の電極 ６ 放電助成体

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁性の中空筒体と、第１の電極を有し前
   記中空筒体の開口の一端を封塞する第１の金属封塞体
   と、第２の電極を有し前記中空筒体の開口の他端を封塞
   する第２の金属封塞体と、前記中空筒体の内部に封入さ
   れる希ガスとからなる間隙素子において、前記第１の金
   属封塞体と前記第２の金属封塞体と電気的に接続されず
   且つ前記第１の金属封塞体と前記第２の金属封塞体に向
   かう方向に、個々の点が導体の点線よりなる放電助成体
   を前記中空筒体の内壁に備えてなる間隙素子。
2. 【請求項２】放電助成体は、第１の放電助成体と第２の
   放電助成体と第３の放電助成体の３つが中空筒体の内壁
   に等間隔で設けられたものである請求項１に記載の間隙
   素子。
3. 【請求項３】放電助成体は、カーボンで形成されてなる
   請求項１に記載の間隙素子。
4. 【請求項４】放電助成体は、導電ペイントで形成されて
   なる請求項１に記載の間隙素子。
5. 【請求項５】放電助成体が設けられる中空筒体の内壁
   は、凸凹状に形成されてなる請求項１に記載の間隙素
   子。