JPH0982285A - 高圧放電ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発光管が何らかの理由で始動不能となった場
合、パルス電圧の発生を確実にかつ恒久的に停止するこ
とのできる高圧放電ランプを得る。 【構成】 両端に一対の電極を有し、かつ内部に始動用
希ガスを封入した発光管１と、発光管１の電極間にパル
ス電圧を印加するための始動器２とを外管６内に備えて
いる。始動器２がグロースタータ２ａと発熱抵抗体２ｂ
とからなり、発光管１と並列に、始動器２と常閉の第１
の熱応動スイッチ３と電流ヒューズ素子４との直列体を
接続するとともに、始動器２と並列に常開の第２の熱応
動スイッチ５が接続されている。第２の熱応動スイッチ
５は始動器２の発熱抵抗体２ｂの熱によって閉路して電
流ヒューズ素子４を溶断するように設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高圧放電ランプに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から高圧ナトリウムランプなどの高
圧放電ランプとしては、図５に示すように、常閉の熱応
動スイッチ１６ａと発熱抵抗体１６ｂとの直列体からな
る始動器１６と、常閉の熱応動スイッチ１７との直列体
を発光管１と並列に接続して並列体を構成するととも
に、この並列体と並列に、発熱抵抗体１８と熱応動スイ
ッチ１９との直列体を接続し、発熱抵抗体１８を常閉の
熱応動スイッチ１７に近接して配置したものが知られて
いる（特開平７−１０５９１３号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような構成とする
ことによって、発光管１が何らかの理由で始動しない場
合、発熱抵抗体１８と熱応動スイッチ１９との直列体に
電流が流れ続け、発熱抵抗体１８が発熱し、この発熱抵
抗体１８に近接して配置した熱応動スイッチ１７が発熱
抵抗体１８の熱で開放してパルス電圧の発生を停止させ
ることができる。

【０００４】しかしながら、上記高圧放電ランプは、始
動器１６そのものを恒久的に動作不能状態とするもので
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、初期の状態に復帰し、電源を投入するごとにパ
ルス電圧の発生が一定期間繰り返されるため、恒久的に
パルス電圧の発生を停止することができなかった。

【０００５】本発明は、発光管が何らかの理由で始動不
能となった場合、パルス電圧の発生を確実にかつ恒久的
に停止することのできる高圧放電ランプを提供するもの
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の高圧放電ランプ
は、両端に一対の電極を有し、かつ内部に始動用希ガス
を封入した発光管と、前記発光管の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備えた高圧放電ラ
ンプであって、前記始動器がグロースタータと発熱抵抗
体とからなり、前記発光管と並列に、前記始動器と常閉
の第１の熱応動スイッチと電流ヒューズ素子との直列体
を接続するとともに、前記始動器と並列に常開の第２の
熱応動スイッチが接続されており、かつ、前記第２の熱
応動スイッチは前記始動器の前記発熱抵抗体の熱によっ
て閉路して前記電流ヒューズ素子を溶断するように設け
られた構成を有する。

【０００７】上記構成において、前記始動器の発熱抵抗
体が平板状であることが好ましい。上記構成において、
前記始動器の発熱抵抗体がセラミック被覆ヒータからな
ることが好ましい。

【０００８】上記構成において、前記始動器の発熱抵抗
体がセラミック被覆ヒータからなり、前記セラミック被
覆ヒータ、前記第２の熱応動スイッチ、および、前記電
流ヒューズ素子が一体化して設けられていることが好ま
しい。

【０００９】上記構成において、前記第２の熱応動スイ
ッチが、前記発熱抵抗体に関して前記発光管と反対側に
配置されていることが好ましい。

【００１０】

【作用】本発明の高圧放電ランプでは、高圧放電ランプ
に電源電圧を印加しても発光管が何らかの理由で始動し
ない場合、発熱抵抗体の熱によって第２の熱応動スイッ
チを閉路状態とし、電流ヒューズ素子を溶断することに
よって高圧放電ランプを恒久的に動作不能とするもので
ある。すなわち、高圧放電ランプに電源電圧を印加して
も発光管が何らかの理由で始動しない場合、点灯時の発
光管の熱で開路する第１の熱応動スイッチが発光管が点
灯しないため閉路状態のままとなり、このためグロース
タータの接点が開閉を繰り返し安定器からパルス電圧が
発生し続けるので、始動器には発熱抵抗体により制限さ
れた電流が断続的に流れ続け、その電流によって発熱抵
抗体は自己発熱して温度が上昇していく。そして、その
発熱抵抗体に近接して配置されている常開の第２の熱応
動スイッチが発熱抵抗体による加熱を受け閉路温度に達
してその接点が閉じると、安定器の短絡電流が閉路した
第２の熱応動スイッチを介して電流ヒューズ素子に流
れ、電流ヒューズ素子が溶断する。

【００１１】このように電流ヒューズ素子が溶断する
と、始動器にはもはや電流が流れ得ないので始動器は恒
久的に動作不能の状態となり、以後、電源を再投入して
もパルス電圧が発生することはない。

【００１２】また、始動器の発熱抵抗体が平板状である
ことによって、近接して配置している熱応動スイッチ
へ、発熱面積が大きいため確実に熱を伝えることができ
る。

【００１３】また、始動器の発熱抵抗体がセラミック被
覆ヒータからなることによって、発熱抵抗体を小型にす
ることができ、ランプ点灯時の光放射を妨げないように
できる。

【００１４】また、始動器の発熱抵抗体がセラミック被
覆ヒータからなり、セラミック被覆ヒータ、第２の熱応
動スイッチ、および、電流ヒューズ素子が一体化して設
けられていることによって、部品をまとめることによっ
てコンパクトにでき、これを用いた場合、ランプ点灯時
の光放射を妨げないようにできる。

【００１５】また、第２の熱応動スイッチが、発熱抵抗
体に関して発光管と反対側に配置されていることによっ
て、高圧放電ランプの安定点灯中に発光管からの熱放射
を受けにくくなり、第１の熱応動スイッチが開路するよ
り前に第２の熱応動スイッチが開路するという現象に対
して余裕ある設計が可能となる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１７】図１に示す本発明の第一の実施例である始
動器内蔵形高圧ナトリウムランプは、両端に一対の電極
を有し、かつその内部にはナトリウムと水銀とともにキ
セノンなどの始動用希ガスが封入された透光性アルミナ
セラミックなどからなる発光管１を有している。発光管
１は、始動器２と常閉の第１の熱応動スイッチ３と電流
ヒューズ素子４との直列体と並列に接続されている。始
動器２はグロースタータ２ａと、グロースタータ２ａに
流れる電流を制限するための発熱抵抗体２ｂとの直列体
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からの放射熱によって開
路して始動器２への電流供給を遮断するためのものであ
る。電流ヒューズ素子４は発熱抵抗体２ｂによって決ま
る電流値と比較して著しく大きい電流が流れると瞬時に
溶断してしまうように構成されている。第２の熱応動ス
イッチ５は、始動器２と並列に接続されている。第２の
熱応動スイッチ５の一端は発光管１の一方の電極と始動
器２との接続点に、かつ第２の熱応動スイッチ５の他端
は始動器２と電流ヒューズ素子４との接続点にそれぞれ
接続されている。第２の熱応動スイッチ５は、発熱抵抗
体２ｂに近接して配置されており、高圧放電ランプの安
定点灯中の外管６内の温度では動作せずに常に開路状態
となり、また、発熱抵抗体２ｂの自己発熱によって加熱
されて、高圧放電ランプの安定点灯中の温度よりも高い
ある一定の温度に達すると閉路状態となるように構成さ
れている。

【００１８】近接導体７は発光管１の外表面に接触して
配置されており、第３の熱応動スイッチ８を介して発光
管１の一方の電極に接続されている。第３の熱応動スイ
ッチ８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て、近接導体７に電位がかからない
ようにするためのものである。９は安定器、１０は交流
電源をそれぞれ示す。

【００１９】このように構成した高圧ナトリウムランプ
に安定器９を介して電源電圧を印加すると、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９の端子
間にパルス電圧が発生する。このパルス電圧によって発
光管１が放電を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に流れる電流
も停止する。発光管１が正常に始動し安定点灯に移行す
ると、発光管１の放射熱で第１の熱応動スイッチ３は開
路するので始動器２と電流ヒューズ素子４と第１の熱応
動スイッチ３との直列体には電流は流れない。なお、電
源電圧を印加した時に始動器２に流れる電流は、安定器
９のインピーダンスと発熱抵抗体２ｂとの抵抗値によっ
て決まり、電流ヒューズ素子４の溶断電流はそれよりも
充分高く設定してあるので、この電流で電流ヒューズ素
子４が溶断することはない。また、発光管１が正常に動
作する状態においては、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
ので、この期間中の発熱抵抗体２ｂによる加熱を受けて
も第２の熱応動スイッチ５は閉路温度には達しない。

【００２０】万一、高圧放電ランプの寿命末期になって
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切断さ
れるなどで、発光管１が始動不能の状態になった場合に
は、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。この場合、電源電圧を印加し続けることによっ
て、グロースタータ２ａが開閉動作を続け、始動器２に
は断続的に電流が流れ続けることとなり、発熱抵抗体２
ｂは過度に発熱していくこととなる。発熱抵抗体２ｂに
よる加熱で第２の熱応動スイッチ５が閉路温度に達する
と、その接点が閉じて安定器９のインピーダンスのみで
決まる大きな電流が第２の熱応動スイッチ５を介して電
流ヒューズ素子４に流れ込み、電流ヒューズ素子４が溶
断して、始動器２は恒久的に遮断された状態となる。し
たがって、以後は高圧放電ランプに電源電圧を印加した
まま放置しても、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。

【００２１】上記実施例における発熱抵抗体２ｂとして
は通常の炭素被膜抵抗器を用いればよい。また、発熱抵
抗体２ｂとして、図２に示すように、平板状のセラミッ
ク被覆ヒータを用いてもよい。また、このセラミック被
覆ヒータの表面に第２の熱応動スイッチ５および電流ヒ
ューズ素子４を設けて一体化（ユニット化）しても良
い。図２に示すセラミック被覆ヒータは、第２の熱応動
スイッチ５と電流ヒューズ素子４と発熱抵抗体２ｂとの
端子１１，１２、第２の熱応動スイッチ５の一方の端子
１３、電流ヒューズ素子４の一端を第１の熱応動スイッ
チ３に接続するための端子１４、および、ユニット全体
を高圧放電ランプの外管６内の適切な位置に保持するた
めの取付け用端子１５がそれぞれ設けられている。

【００２２】次に、図１に示す回路構成を有する２２０
Ｗの始動器内蔵形高圧ナトリウムランプについて説明す
る。

【００２３】図１において、第２の熱応動スイッチ５と
しては湾曲定数が１０．９×１０^-6／℃で、厚さ、幅お
よび長さが、それぞれ０．２ｍｍ、５ｍｍおよび１８ｍ
ｍのバイメタル片を用い、接点間隔を５ｍｍとし、実測
による閉路温度が約３５０℃のスイッチを構成した。第
２の熱応動スイッチ５は図３に示すように発熱抵抗体２
ｂすなわちセラミック被覆ヒータの面から３ｍｍ離れた
位置で、第２の熱応動スイッチ５のバイメタル片の面と
セラミック被覆ヒータの面とが互いにほぼ対向するよう
に取り付けられている。また、図２に示すユニットを、
外管６内において第２の熱応動スイッチ５が、平板状の
セラミック被覆ヒータによって発光管１から遮蔽される
向きにして取り付けている。これによって、高圧放電ラ
ンプの安定点灯中に発光管からの熱放射を受けにくくな
り、第１の熱応動スイッチが開路するより前に第２の熱
応動スイッチが開路するという現象に対して余裕ある設
計が可能となる。

【００２４】第１の熱応動スイッチ３および第３の熱応
動スイッチ８は、開路温度をそれぞれ約１５０℃とし、
いずれも外管６の中でできるだけ発光管１に近く、かつ
始動器２からは離れた位置に取り付けた。

【００２５】このような高圧ナトリウムランプを２５０
Ｗ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
し安定点灯状態に移行した。正常に始動することを確認
した後、発光管が始動不能になった状態での高圧放電ラ
ンプの動作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光線を利用して外管６を破壊しない
ように外管６内で発光管１への電流供給線を切断し、発
光管１を始動不能の状態とした。この状態において電源
電圧を高圧放電ランプに印加すると、始動器２に電流が
流れ続けて発熱抵抗体２ｂとしてのセラミック被覆ヒー
タ２ｂの温度が急速に上昇し、数十秒後に第２の熱応動
スイッチ５が閉路して電流ヒューズ素子４が溶断し、こ
の溶断によって始動器２が遮断され、安定器からのパル
ス電圧の発生が恒久的に停止することが確認できた。

【００２６】なお、図４に補助電極を有する発光管を用
いた場合の回路構成を示した。図４中の限流抵抗２０は
補助電極への電流を抑制するためのものであり、上記実
施例と同様の効果が得られる。また、上記実施例では高
圧ナトリウムランプについて述べたが、発光管内に水
銀、金属ハロゲン化物とともにアルゴンなどの希ガスを
封入したメタルハライドランプにおいても同様の効果が
得られる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、万一、
放電灯の寿命末期に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
部が切断されるなどして発光管が始動不能の状態になっ
た場合、始動器の動作を速やかにかつ確実に停止させ、
恒久的にパルス電圧の発生を停止することができ、始動
器や点灯回路配線の絶縁低下および安定器の異常温度上
昇を防止することのできる高圧放電ランプを提供するこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例である高圧放電ランプの
回路図

【図２】同じく部品のユニットを示す図

【図３】同じく第２の熱応動スイッチの位置を示す図

【図４】同じく補助電極を有する発光管を用いた場合の
回路図

【図５】従来の高圧放電ランプの回路図

【符号の説明】

１ 発光管 ２ 始動器 ２ａ グロースタータ ２ｂ 発熱抵抗体 ３ 第１の熱応動スイッチ ４ 電流ヒューズ素子 ５ 第２の熱応動スイッチ ６ 外管

フロントページの続き (72)発明者 祇園 洪 大阪府高槻市幸町１番１号 松下電子工業 株式会社内

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、かつ内部に始
   動用希ガスを封入した発光管と、前記発光管の電極間に
   パルス電圧を印加するための始動器とを外管内に備えた
   高圧放電ランプであって、前記始動器がグロースタータ
   と発熱抵抗体とからなり、前記発光管と並列に、前記始
   動器と常閉の第１の熱応動スイッチと電流ヒューズ素子
   との直列体を接続するとともに、前記始動器と並列に常
   開の第２の熱応動スイッチが接続されており、かつ、前
   記第２の熱応動スイッチは前記始動器の前記発熱抵抗体
   の熱によって閉路して前記電流ヒューズ素子を溶断する
   ように設けられていることを特徴とする高圧放電ラン
   プ。
2. 【請求項２】 前記始動器の発熱抵抗体が平板状である
   ことを特徴とする請求項１に記載の高圧放電ランプ。
3. 【請求項３】 前記始動器の発熱抵抗体がセラミック被
   覆ヒータからなることを特徴とする請求項１または請求
   項２に記載の高圧放電ランプ。
4. 【請求項４】 前記始動器の発熱抵抗体がセラミック被
   覆ヒータからなり、前記セラミック被覆ヒータ、前記第
   ２の熱応動スイッチ、および、前記電流ヒューズ素子が
   一体化して設けられていることを特徴とする請求項１な
   いし請求項３のいずれかに記載の高圧放電ランプ。
5. 【請求項５】 前記第２の熱応動スイッチが、前記発熱
   抵抗体に関して前記発光管と反対側に配置されているこ
   とを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記
   載の高圧放電ランプ。