JPH09320535A - メタルハライドランプ - Google Patents

メタルハライドランプ

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JPH09320535A
JPH09320535A JP15912996A JP15912996A JPH09320535A JP H09320535 A JPH09320535 A JP H09320535A JP 15912996 A JP15912996 A JP 15912996A JP 15912996 A JP15912996 A JP 15912996A JP H09320535 A JPH09320535 A JP H09320535A
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JP
Japan
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lamp
fec
metal halide
starter
arc tube
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Pending
Application number
JP15912996A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Mimura
健治 三村
Shunichi Sasaki
俊一 佐々木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Iwasaki Electric Co Ltd
Original Assignee
Iwasaki Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定の再始動時間内にFECの温度を 500V
以上のパルス電圧を発生する温度まで下げ、再始動性能
を向上させた始動器内蔵型メタルハライドランプを提供
する。 【解決手段】 発光管11とFEC15を用いた始動器をN
2 ガスを封入したランプ外球21内に収納して口金20を上
方にして点灯されるメタルハライドランプにおいて、始
動器を構成するFECの発光管中心からランプ外球口金
方向への配置位置までの距離Y〔mm〕を、ランプ電力を
X〔W〕としたとき、0.1 X+45≦Y≦0.1 X+65を満
足するように設定して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、非線形強誘電体
セラミックコンデンサ(以下、FECと略称する)と半
導体スイッチの直列回路を有する始動器を内蔵させたメ
タルハライドランプに関し、特に再始動性能を向上させ
たメタルハライドランプに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、FECと半導体スイッチの直列回
路を有する始動器を内蔵させたメタルハライドランプと
しては、種々の構成のものが知られているが、本件出願
人は先に特願平6−256104号において、図6に示
すような構成のメタルハライドランプを提案した。図6
において、1は一対の主電極2a,2bと該主電極の一
方に近接して設けられた始動補助電極3とを有し、内部
に水銀及び希ガスと共に沃化スカンジウム等の金属ハロ
ゲン化物を封入してなる発光管である。この発光管1に
は、常温閉接点を有する熱応動開閉器(バイメタルスイ
ッチ)4を介して、FEC5と半導体スイッチ6の直列
回路が並列に接続されている。また発光管1の始動補助
電極3と他方の主電極2aとの間には、前記熱応動開閉
器4を介して抵抗7を接続し、更に半導体スイッチ6と
並列に半導体スイッチのON位相を安定化するための抵
抗8が接続され、またFEC5と半導体スイッチ6の直
列回路に並列に抵抗9が接続されている。そして、これ
らの各構成素子はN2 ガスを封入したランプ外球の内部
に収納され、メタルハライドランプ10を構成している。
【0003】そして、このように構成されたメタルハラ
イドランプ10は、チョークタイプの安定器11を介して交
流電源12に接続され、点灯されるようになっている。す
なわち、交流電源12が投入されると、チョークタイプの
安定器11を介して始動器に正弦波電源電圧が印加され、
印加電圧が半導体スイッチ6のブレークオーバ電圧を超
えた時点で、FEC5に階段状の急峻な電圧が印加さ
れ、それによりFEC5の急激な充電が行われて直ちに
飽和電圧に達し、電流を急激に遮断する。このとき安定
器11のインダクタンスLにより振幅の大きいパルス電圧
を、各サイクル毎に発生し、これが電源電圧と共に発光
管1の主電極2bとこれに近接した始動補助電極3の間
に加わり、これらの電極間で放電が生じる。続いて、こ
の放電は両主電極間に移行しランプが始動する。
【0004】ランプが始動すると、発光管1の放射熱に
より、熱応動開閉器4が開いてFEC5と半導体スイッ
チ6の直列回路を電源から切り離すため、高電圧パルス
の発生は停止する。ところで、一般に始動補助電極を備
えたメタルハライドランプにおいては、ランプ点灯中は
補助電極と主電極との間には約15V程度の電位がかかっ
ており、この電気回路にFECが挿入されていると、こ
の電位がFECの両電極間に印加されることになり、こ
の電位によりFECの電極膜物質の主成分である銀が素
子内に拡散して、非線形特性が劣化する。この現象はF
ECのキューリー温度以上の高温状態で3〜5V以上の
電位がかかると生じ、特性が劣化し発生するパルス電圧
が低下する。したがって、上記構成のメタルハライドラ
ンプにおいては、FECと半導体スイッチの直列回路に
並列に接続されている抵抗の値を10kΩ〜 100kΩに選
定することにより、ランプ点灯中にFECに印加される
電位を低減して、FECの特性劣化を防止すると共に、
始動時に高いパルス電圧の発生を維持できるようにして
いる。また、FECと半導体スイッチの直列回路に並列
に接続されている抵抗は、FECに接近して配置されて
おり、ランプ不点時にFECをキューリー点(90℃)以
上に加熱して、パルスの発生を停止させる機能も持って
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成の始動器内蔵型のメタルハライドランプでは、
冷間時(周囲温度が−5℃〜40℃)の始動は問題ない
が、ランプを一度消灯してから、すぐに電源を入れラン
プが点灯するのを待つ再始動時には、再始動時間のばら
つき(ランプ消灯後9分以後15分以内)があるので、適
切なパルス電圧(約500V以上)を安定に発生させるこ
とは困難である。これは、パルス停止機能の付加による
発生パルス電圧の減衰と、再始動時に始動器を構成する
FECの温度が高く、 500V以上のパルス電圧を発生す
る温度(約80℃)まで急速に低下しないという理由によ
るものである。
【0006】本発明は、従来のFECを用いた始動器内
蔵型のメタルハライドランプにおける上記問題点を解消
するためになされたもので、再始動時(ランプ消灯後9
分以後15分以内)に、FECの温度を、 500V以上のパ
ルス電圧を発生する温度(約80℃)まで下げることの可
能な始動器内蔵型のメタルハライドランプを提供するこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明は、一対の主電極と該主電極の一方の近傍に
始動補助電極を備え内部に水銀及び希ガスと共に金属ハ
ロゲン化物を封入してなる発光管と、該発光管の主電極
間に熱応動開閉器を介して接続された非線形強誘電体セ
ラミックコンデンサと半導体スイッチの直列回路と該直
列回路に並列に接続した第1の抵抗と半導体スイッチと
並列に接続した第2の抵抗と他方の主電極と始動補助電
極の間に前記熱応動開閉器を介して接続された第3の抵
抗とで構成された、前記発光管を始動させるための始動
器とをN2 ガスを封入したランプ外球内に収納してなる
口金を上方にして点灯されるメタルハライドランプにお
いて、前記始動器を構成する非線形強誘電体セラミック
コンデンサの発光管中心からランプ外球口金方向への配
置位置までの距離Y〔mm〕を、ランプ電力をX〔W〕と
したとき、0.1 X+45≦Y≦0.1 X+65,を満足するよ
うに設定するものである。
【0008】このように、FECの配置位置を設定する
ことにより、再始動時にFECの温度を所定のパルス電
圧( 500V以上)を発生させる温度(約80℃)まで、容
易に低下させることが可能となり、再始動性能を大幅に
向上させることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】次に、実施の形態について説明す
る。図1は、本発明に係るメタルハライドランプの実施
の形態の一部を省略して示す平面図であり、この実施の
形態ではFEC始動器内蔵の 400Wのメタルハライドラ
ンプを示している。図1において、11は発光管で、該発
光管11は両端に一対の主電極12を備え、一方の主電極12
に近接して始動補助電極13が設けられており、内部には
水銀及び希ガスと共に沃化スカンジウム等の金属ハロゲ
ン化物が封入されている。そして発光管11の全長は 102
mmでアーク長は46mmとなっている。14は一方の主電極に
一端を接続した常閉接点を有する熱応動開閉器、15はF
EC、16は半導体スイッチ、17は始動補助電極13に一端
を接続した第3の抵抗、18は半導体スイッチ16に並列に
接続された第2の抵抗、19はFEC15と半導体スイッチ
16の直列回路に並列に接続された第1の抵抗であり、こ
れらの各構成要素は図3に示した従来例と同様に接続さ
れて始動器を構成し、口金20内に配設される半導体スイ
ッチ16を除いてランプ外球21内に発光管11と共に収納さ
れ、メタルハライドランプを構成している。
【0010】そして、このように構成したメタルハライ
ドランプのランプ全長は 290mm,口金端部から発光管の
中心までの距離は 185mm,ランプ外球の最大径は 116m
m,発光管の中心からFEC配置位置までの距離Yは95m
mで、本発明の構成要件である、0.1 X+45≦Y≦0.1
X+65の関係を満たしているものである。また、この実
施の形態におけるFEC15としては、チタン酸バリウム
(BaTiO3 )を主成分とする直径18mmの円板状の焼結体
の両面に直径16mmの銀電極膜を形成し、これに電極端子
を接続した上、電極膜上を無機ガラスでオーバーコート
したものを用いる。このFECのキューリー点は約90℃
である。また半導体スイッチ16としては、ブレークオー
バーに電圧VBOが約 150Vの双方向2端子サイリスタを
用いる。また第1,第2及び第3の抵抗としては、それ
ぞれ22kΩ,30kΩ, 100kΩの抵抗値のものを用いて
いる。
【0011】そして、このように構成したメタルハライ
ドランプを、口金上方方式で点灯し一旦消灯してから直
ちに電源を入れると、約10分後に熱応動開閉器14を閉
じ、そのときにFECの温度は約60℃となり、発光管11
の主電極間に印加されるパルス電圧は約 670Vとなっ
て、容易に再始動させることができた。
【0012】本発明は、FECを用いた始動器内蔵型の
メタルハライドランプにおいて、FECの発光管中心か
らランプ口金方向への配置位置までの距離Y〔mm〕を、
ランプ電力をX〔W〕としたとき、0.1 X+45≦Y≦0.
1 X+65を満足するように設定するものであるが、次
に、その設定に当たって行った実験について説明する。
【0013】まず、最初に図1に示した実施の形態と同
様の構成の 400Wのパルス停止機能付きのFEC始動器
内蔵型メタルハライドランプにおいて、図2の概略図に
示すように、発光管21の中心からFEC22の配置位置ま
での距離Lを、75mmから 115mmまで変えた5種類のラン
プを作成し、ランプ消灯後のFECの温度変化を時間と
共に測定したところ、図3に示すような結果が得られ
た。なお、ランプの各部の構成及びサイズ等は図1に示
した実施の形態で示したものと同じであり、室温25℃,
無風状態で、30分点灯後消灯して測定を行った。
【0014】図3に示す測定結果からわかるように、F
ECをランプの光中心(発光管中心)から口金方向に95
mmの位置に配置すると最も温度が低くなり、それ以上離
れた位置では再び温度が高くなる傾向を示すことが判明
した。この傾向はFECの支持部材には殆ど影響され
ず、ランプ外球内に封入されているN2 ガスの対流態様
による温度分布の不均一性によるものと考えられる。す
なわち、発光管の中心より離れすぎた部分においてはN
2 ガスの対流が円滑に行われず、高温のN2 ガスがよど
んで温度の低下が阻害されるためと考えられる。
【0015】次に、図3に示した結果に基づいて、再始
動時間と発生パルス電圧の関係を調べる実験を行ったと
ころ、図4に示すような結果が得られた。
【0016】また、ランプが最も再始動しにくい、ラン
プ製作後に30分間点灯し、その後消灯したランプについ
て、その9分後の再始動試験を、FECの配置位置を変
えた5種類のランプ各10本について行い、再始動した本
数を調査した結果を表1に示す。
【0017】
【表1】
【0018】上記表1からわかるように、FECの配置
位置を発光管中心から95±10〔mm〕の位置とすることに
より、再始動時(ランプ消灯後9分以後15分以内)にパ
ルス電圧が 500〔V〕以上発生し、再始動の確率を 100
%にできることが判明した。
【0019】上記再始動の確率の実験を、 250W及び 7
00Wのランプについて同様に(各10本)行ったところ、
図5に示すような結果が得られた。なお、図5におい
て、○印は再始動確率 100%,×印は 100%未満を示
し、表1に示した 400Wの結果も合わせて図示してい
る。
【0020】この図5に示す結果から、FECの発光管
中心からの配置位置までの距離Y〔mm〕とランプ電力X
〔W〕との間には、一次式Y=aX+bの関係があるこ
とが判明し、その係数a,bを求めると、a=0.1 ,45
≦b≦65となる。よって、本発明においては、FECの
発光管中心からランプ口金方向への配置位置までの距離
Y〔mm〕を、ランプ電力をX〔W〕としたとき、0.1 X
+45≦Y≦0.1 X+65を満足するように設定するもので
ある。
【0021】
【発明の効果】以上実施の形態に基づいて説明したよう
に、本発明は、FECの発光管中心からランプ外球口金
方向への配置位置までの距離Y〔mm〕を、ランプ電力を
X〔W〕としたとき、0.1 X+45≦Y≦0.1 X+65を満
足するように設定したので、再始動時にFECの温度を
所定のパルス電圧を発生させる温度まで容易に低下させ
ることが可能となり、再始動性能を大幅に向上させるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るメタルハライドランプの実施の形
態を示す一部省略平面図である。
【図2】本発明におけるFECの配設位置設定のために
行った実験に供したランプの概略図である。
【図3】FECの配置位置を変えたランプにおけるラン
プ消灯後のFECの温度変化を示す図である。
【図4】FECの配置位置を変えたランプにおける再始
動時間と発生パルス電圧の関係を示す図である。
【図5】250W, 400W及び 700Wのランプの再始動確
率試験結果を示す図である。
【図6】従来のFEC始動器内蔵型メタルハライドラン
プの構成を示す回路構成図である。
【符号の説明】
11 発光管 12 主電極 13 始動補助電極 14 熱応動開閉器 15 FEC 16 半導体スイッチ 17,18,19 抵抗 20 口金 21 ランプ外球

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の主電極と該主電極の一方の近傍に
    始動補助電極を備え内部に水銀及び希ガスと共に金属ハ
    ロゲン化物を封入してなる発光管と、該発光管の主電極
    間に熱応動開閉器を介して接続された非線形強誘電体セ
    ラミックコンデンサと半導体スイッチの直列回路と該直
    列回路に並列に接続した第1の抵抗と半導体スイッチと
    並列に接続した第2の抵抗と他方の主電極と始動補助電
    極の間に前記熱応動開閉器を介して接続された第3の抵
    抗とで構成された、前記発光管を始動させるための始動
    器とを、N2 ガスを封入したランプ外球内に収納してな
    る口金を上方にして点灯されるメタルハライドランプに
    おいて、前記始動器を構成する非線形強誘電体セラミッ
    クコンデンサの発光管中心からランプ外球口金方向への
    配置位置までの距離Y〔mm〕を、ランプ電力をX〔W〕
    としたとき、 0.1 X+45≦Y≦0.1 X+65 を満足するように、設定したことを特徴とするメタルハ
    ライドランプ。
JP15912996A 1996-05-31 1996-05-31 メタルハライドランプ Pending JPH09320535A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014157671A (ja) * 2013-02-14 2014-08-28 Iwasaki Electric Co Ltd 高圧放電ランプ

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