JPH1125918A - 高圧放電ランプ、放電灯点灯装置および照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 点灯時間が異なってもそれぞれ発光管の発光
色を同色にして明るさを等しくした高圧放電ランプを提
供する。 【解決手段】 高圧ナトリウムランプ５が点灯した状態
では、ナトリウムアマルガムのナトリウムがほぼ完全に
蒸発する。液体状態のナトリウムに比べ、気体のナトリ
ウムはセラミックチューブ16a ，16b を封着するソルダ
ーとの反応が小さい。ナトリウムと水銀との比率の変化
が小さく、経時使用によってもオレンジ色からピンク色
に変化しにくく明るさも変化しにくい。発光管15a ，15
b の点灯時間に多少ばらつきが生じても、色むらおよび
明るさの変化が生じにくい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気的に並列に接
続された複数の発光管を有する高圧放電ランプ、放電灯
点灯装置および照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の高圧放電ランプとして
は、たとえば特開平４−２１８２５５号公報に記載の高
圧ナトリウムランプの構成が知られている。この特開平
４−２１８２５５号公報の高圧ナトリウムランプは、外
管内に電気的に並列に接続された複数の発光管を配設
し、いずれかの発光管のみを点灯させ、これら発光管に
それぞれ極性の異なった電位が付勢されるように始動補
助導体を設け、長期寿命中における各発光管の点灯確率
を均一にするものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように外
管内に収納された長期寿命中における各発光管の点灯確
率を調査してみると、その点灯確率が必ずしも均等化し
ない場合があり、さらには、仮に、点灯確率が均等化し
ていてもそれぞれの点灯時間が異なっている。

【０００４】そして、耐熱性および耐蝕性の高いセラミ
ックを発光管として使用する場合、ピンチシールを行な
えないためナトリウムとは異なる材料のソルダーの封着
剤を用いなければならず、このソルダーとナトリウムが
反応し、経時的に発光色がオレンジ色からピンク色に変
化してしまう。

【０００５】したがって、それぞれの発光管の点灯時間
が異なると、一方の発光管と他方の発光管とで劣化の状
態が異なり、異なる色で点灯し明るさが異なってしまう
などの問題を有している。

【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、点灯時間が異なってもそれぞれ発光管の発光色を同
色にして明るさを等しくした高圧放電ランプ、放電灯点
灯装置および照明装置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】請求項１記載の高圧放電
ランプは、希ガスおよび実質的に発光金属としてナトリ
ウムのみが封入され、電気的に並列に接続され封着剤で
封着されたセラミックス製の複数の発光管と；これら複
数の発光管が収納された外管とを具備したものである。
そして、発光金属のナトリウムが反応するのは化学反応
であり、ナトリウムは液体の場合より気体の場合の方
が、封着剤と反応しにくいので、ナトリウムが封着剤と
反応しにくくなるので、経時的な変化を抑えることがで
き、複数の発光管の点灯時間が異なっても、それぞれの
発光管の発光状態が変化することを抑制する。なお、発
光金属はナトリウムのみとしているが、寿命中複数の発
光管の明るさのバランスが崩れない程度の他の発光金属
を含有することを許容する。

【０００８】請求項２記載の高圧放電ランプは、点灯中
にほぼ完全に蒸発する発光金属および水銀が封入され、
電気的に並列に接続され封着剤で封着されたセラミック
ス製の複数の発光管と；これら複数の発光管が収納され
た外管とを具備したものである。そして、発光金属と水
銀との比率が異なると発光する色が異なり、発光金属が
封着剤と反応するのが化学反応であるため、発光金属は
液体の場合より気体の場合の方が、封着剤と反応しにく
いので、点灯中にほぼ完全に発光金属を蒸発させること
により、発光金属が封着剤と反応しにくくして、発光金
属と水銀との比率が経時的に変化することを抑え、複数
の発光管の点灯時間が異なっても、それぞれの発光管で
発光色および明るさが変化することを抑制する。

【０００９】請求項３記載の高圧放電ランプは、請求項
２記載の高圧放電ランプにおいて、発光金属は、ナトリ
ウムであるもので、ナトリウムは封着剤と反応しやすい
ため、点灯時にほぼ完全に蒸発させて気体にすることに
より、封着剤との反応を大きく抑えて経時的な変化を抑
制する。

【００１０】請求項４記載の高圧放電ランプは、請求項
１ないし３いずれか記載の高圧放電ランプにおいて、複
数の発光管にそれぞれ対応して設けられ異なる極性を印
加する始動補助導体を具備したもので、それぞれ異なる
極性を印加する始動補助導体を設けることにより、始動
確率が等しくなるようにし、それぞれの発光管の経時劣
化を等しくするようにして、それぞれの発光管毎の明る
さなどが異なることを抑制する。

【００１１】請求項５記載の放電灯点灯装置は、請求項
１ないし４いずれか記載の高圧放電ランプと；高圧放電
ランプおよび電源間に介在された安定器とを具備したも
ので、安定器を備えることにより安定して高圧放電ラン
プを点灯させる。

【００１２】請求項６記載の放電灯点灯装置は、請求項
５記載の放電灯点灯装置において、安定器は、それぞれ
の発光管に対応して分割されたインダクタを有するもの
で、それぞれの発光管ごとにインダクタを有することに
より、それぞれの発光管の点灯確率をより等しくする。

【００１３】請求項７記載の照明装置は、請求項１ない
し４いずれか記載の高圧放電ランプと；この高圧放電ラ
ンプを収納する器具本体とを具備したもので、それぞれ
の作用を奏する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態の照
明装置を図面を参照して説明する。

【００１５】図２はトンネル用の照明装置の外観を示す
斜視図で、図２に示すように、略直方体状の器具本体１
は、トンネルなどの天井あるいは側面に取付部２にて固
定して取り付けられ、器具本体１の下面には照射開口３
が形成され、この照射開口３内には下面に光を反射する
反射体４が取り付けられ、この反射体４に対向して高圧
放電ランプとしての高圧ナトリウムランプ５が取り付け
られ、照射開口３の高圧ナトリウムランプ５に対向する
部分にはガラス６が装着されている。

【００１６】また、器具本体１内には、図３に示す放電
灯点灯装置７を収納する収納ボックス８が内蔵され、こ
の収納ボックス８は電源供給線９を介して高圧ナトリウ
ムランプ５に電気的に接続されている。

【００１７】次に、図１に示す高圧ナトリウムランプ５
について説明する。

【００１８】図１は高圧ナトリウムランプを示す断面図
で、図１に示すように、先端が閉塞された直管型で円筒
状の硬質ガラスで形成された外管11を有し、この外管11
の基端には口金12が取り付けられ、この口金12は、シェ
ル13とアイレット端子14とを有するエジソンタイプの捩
込形口金である。

【００１９】また、外管11内には２本の発光管15a ，15
b が収容され、これら発光管15a ，15b はそれぞれ多結
晶アルミナまたは単結晶アルミナなどのモノシリックチ
ューブのセラミックチューブ16a ，16b のそれぞれの端
部に、電極18a ，18b が取り付けられた導電構体19a 〜
19d がそれぞれ挿入され、これら導電構体19a 〜19dは
セラミックチューブ16a ，16b から外部に突出されてい
る。なお、セラミックチューブ16a ，16b の内径は、導
電構体19a 〜19d の外径よりやや広く、セラミックチュ
ーブ16a ，16b に導電構体19a 〜19d がそれぞれ挿入さ
れた間隙は封着剤であるソルダーで封着されている。

【００２０】さらに、このような発光管15a ，15b に
は、発光金属であるナトリウム（Ｎａ）、水銀（Ｈｇ）
および希ガスのキセノン（Ｘｅ）ガスが封入されてい
る。そして、ナトリウムと水銀はナトリウムアマルガム
の状態で封入され、点灯時にはナトリウムがほぼ完全に
蒸発した状態となり、液体では存在しないようにする。
なお、水銀は用いなくてもよい。

【００２１】また、発光管15a ，15b のそれぞれ上側に
位置する導電構体19a ，19b は、ニオビウム（Ｎｂ）や
タンタル（Ｔａ）などの耐熱性金属のバルブホルダ21a
を介して導電性の一方のサポートワイヤ22a に機械的に
連結され、これら発光管15a，15b のそれぞれ上側に位
置する導電構体19a ，19b は、ニオビウムやタンタルな
どの耐熱性金属の接続線23により相互に電気的に接続さ
れている。

【００２２】一方、発光管15a ，15b のそれぞれ下側に
位置する導電構体19c ，19d は、同様にニオビウムやタ
ンタルなどの耐熱性金属のバルブホルダ21b を介して導
電性の他方のサポートワイヤ22b に機械的に連結され、
これら発光管15a ，15b のそれぞれ下側に位置する導電
構体19c ，19d も、ニオビウムやタンタルなどの耐熱性
金属の図示しない接続線により相互に電気的に接続され
ている。

【００２３】すなわち、これら発光管15a ，15b は、互
いに電気的に並列に接続されているもので、サポートワ
イヤ22a ，22b の上端部がインシュレータ24で相互に絶
縁状態で連結されており、このインシュレータ24の両端
は図示しないスプリングの係止体によりサポートワイヤ
22a ，22b のトップ部に係止されている。

【００２４】また、サポートワイヤ22a ，22b の下端部
は、封着支持線25a ，25b に溶接されており、これら封
着支持線25a ，25b は外管11の基端側に形成されたステ
ム26に封着されるとともに、外部導線27a ，27b により
口金12のシェル13およびアイレット端子14に接続されて
いる。

【００２５】また、ほぼコ字状に折曲されて形成された
始動補助導体としての近接導体29aがサポートワイヤ22a
に固定されるとともに、同様に、ほぼコ字状に折曲さ
れて形成された始動補助導体としての近接導体29b がサ
ポートワイヤ22b に固定され、これら近接導体29a ，29
b は電極18a ，18b 付近から発光管15a ，15b とそれぞ
れ平行して配置されている。なお、近接導体29a ，29b
は、たとえばニオビウムやタンタルなどの耐熱性金属ワ
イヤで構成され、各近接導体29a ，29b の電極18a ，18
b 側は、少なくとも電極18a ，18b 先端から２mm以内に
配置されている。

【００２６】さらに、発光管15a ，15b の下部の電極18
a ，18b 付近から離間した位置に始動器31を構成するバ
イメタルスイッチ32が配設され、このバイメタルスイッ
チ32と発光管15a ，15b との間にはコイル状にヒータ33
が配設されている。

【００２７】また、このバイメタルスイッチ32の一端は
金属軸34の一端に連結され、この金属軸34の他端は絶縁
体の支持体35に連結され、バイメタルスイッチ32の他端
には棒状スイッチ端子32a が連結されている。

【００２８】さらに、支持体35には金属のＬ字状のスイ
ッチ端子36の下端部が連結され、このスイッチ端子36の
下端部は金属のホルダ37によりサポートワイヤ22b で支
持されている。すなわち、支持体35もこのホルダ37にて
支持される。

【００２９】また、ヒータ33の一端は金属軸34の下端部
に接続され、他端は導線38を介してサポートワイヤ22a
に接続されている。

【００３０】なお、ヒータ33が通電されていない状態で
は、バイメタルスイッチ32は真っ直ぐ延びた形状をして
いるため棒状スイッチ端子32a とスイッチ端子36のスイ
ッチ部36a は接触した状態にある。一方、ヒータ33に通
電されると、バイメタルスイッチ32はヒータ33側に曲が
るように変形し、バイメタルスイッチ32は開状態とな
り、始動パルスが交流電圧に重畳され、発光管15a ，15
b のうちいずれかが点灯する。

【００３１】さらに、ステム26近傍には、リングゲッタ
39が取り付けられている。

【００３２】次に、放電灯点灯装置７について図３を参
照して説明する。

【００３３】図３は放電灯点灯装置を示す回路図で、こ
の図３に示すように、２００Ｖの商用交流電源ｅに、放
電灯点灯装置７が接続されている。この放電灯点灯装置
７は、インダクタであるチョークコイルL1を介して高圧
ナトリウムランプ５が接続されている。

【００３４】そして、高圧ナトリウムランプ５は、発光
管15a ，15b のそれぞれ一端側の電極18a ，18b がチョ
ークコイルL1を有する側に接続され、他端側の電極18a
，18b がそれぞれ反対側に接続されている。また、発
光管15a の近接導体29a はチョークコイルL1が接続され
る側に接続され、発光管15b の近接導体29b は他端側に
接続されてそれぞれ異なる極性となるように接続されて
いる。

【００３５】また、これら発光管15a ，15b と並列に、
バイメタルスイッチ32、このバイメタルイッチ32を加熱
するヒータ33の直列回路で形成される始動器31が接続さ
れている。

【００３６】次に、動作について説明する。

【００３７】まず、高圧ナトリウムランプ５の始動時に
はバイメタルスイッチ32が閉成してヒータ33に通電さ
れ、ヒータ33が発熱してこの熱でバイメタルスイッチ32
が開成する。このバイメタルスイッチ32の開放時にキッ
ク電圧が発生し、このキック電圧によるパルスがチョー
クコイルL1を介するの出力である交流波形に重畳され、
高圧ナトリウムランプ５を始動、点灯する。

【００３８】そして、高圧ナトリウムランプ５が点灯し
た状態では、ナトリウムアマルガムのナトリウムがほぼ
完全に蒸発している状態であるため、液体状態のナトリ
ウムに比べ、気体のナトリウムはセラミックチューブ16
a ，16b を接着するソルダーとの反応が小さいため、ナ
トリウムと水銀との比率の変化が小さく、経時使用によ
ってもオレンジ色からピンク色に変化しにくく明るさも
変化しにくいので、発光管15a ，15b の点灯時間に多少
ばらつきが生じても、色むらおよび明るさの変化が生じ
にくい。

【００３９】なお、図３に示す安定器のチョークコイル
L1は、２つの発光管15a ，15b に対して１つ接続されて
いるが、それぞれの発光管15a ，15b に対してそれぞれ
接続するように分割して構成してもよく、この場合点灯
する確率はより等しくなる。

【００４０】また、図１の外管11に内蔵した始動器31の
スイッチング動作はバイメタルスイッチ32とヒータ33の
組み合わせによる機械式のほか、電子素子のスイッチン
グ動作を応用した電子式の場合でも同様の効果が得られ
る。

【００４１】さらに、水銀を含まないものの場合、点灯
中にナトリウムが完全に蒸発しきらない、飽和型でもよ
い。

【００４２】

【発明の効果】請求項１記載の高圧放電ランプによれ
ば、ナトリウムが封着剤と反応しにくいので、経時的な
変化を抑えることができ、複数の発光管の点灯時間が異
なっても、それぞれの発光管の発光状態が変化すること
を抑制できる。

【００４３】請求項２記載の高圧放電ランプによれば、
発光金属と水銀との比率が異なると発光する色が異な
り、発光金属は液体の場合より気体の場合の方が、封着
剤と反応しにくいので、点灯中にほぼ完全に発光金属を
蒸発させることにより、発光金属が封着剤と反応しにく
くして、発光金属と水銀との比率が経時的に変化するこ
とを抑え、複数の発光管の点灯時間が異なっても、それ
ぞれの発光管で発光色および明るさが変化することを抑
制できる。

【００４４】請求項３記載の高圧放電ランプによれば、
請求項２記載の高圧放電ランプに加え、発光金属は、ナ
トリウムであるので、ナトリウムは封着剤と反応しやす
いため、点灯時にほぼ完全に蒸発させて気体にすること
により、封着剤との反応を大きく抑えて経時的な変化を
抑制できる。

【００４５】請求項４記載の高圧放電ランプによれば、
請求項１ないし３いずれか記載の高圧放電ランプに加
え、それぞれ異なる極性を印加する始動補助導体を設け
ることにより、始動確率が等しくなるようにし、それぞ
れの発光管の経時劣化を等しくするようにして、それぞ
れの発光管毎の明るさなどが異なることを抑制する。

【００４６】請求項５記載の放電灯点灯装置によれば、
請求項１ないし４いずれか記載の高圧放電ランプおよび
電源間に介在された安定器とを具備したので、安定器を
備えることにより安定して高圧放電ランプを点灯でき
る。

【００４７】請求項６記載の放電灯点灯装置によれば、
請求項５記載の放電灯点灯装置に加え、安定器は、それ
ぞれの発光管に対応して分割されたインダクタを有する
ので、それぞれの発光管ごとにインダクタを有すること
により、それぞれの発光管の点灯確率をより等しくでき
る。

【００４８】請求項７記載の照明装置によれば、請求項
１ないし４いずれか記載の高圧放電ランプを収納する器
具本体とを具備したので、それぞれの効果を奏すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の高圧ナトリウムランプ
を示す断面図である。

【図２】同上トンネル用の照明装置の外観を示す斜視図
である。

【図３】同上放電灯点灯装置を示す回路図である。

【符号の説明】

１ 器具本体 ５ 高圧放電ランプとしての高圧ナトリウムランプ ７ 放電灯点灯装置 11 外管 15a ，15b 発光管 29a ，29b 始動補助導体としての近接導体 ｅ 商用交流電源 L1 インダクタであるチョークコイル

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 希ガスおよび実質的に発光金属としてナ
   トリウムのみが封入され、電気的に並列に接続され封着
   剤で封着されたセラミックス製の複数の発光管と；これ
   ら複数の発光管が収納された外管と；を具備したことを
   特徴とする高圧放電ランプ。
2. 【請求項２】 点灯中にほぼ完全に蒸発する発光金属お
   よび水銀が封入され、電気的に並列に接続され封着剤で
   封着されたセラミックス製の複数の発光管と；これら複
   数の発光管が収納された外管と；を具備したことを特徴
   とする高圧放電ランプ。
3. 【請求項３】 発光金属は、ナトリウムであることを特
   徴とする請求項２記載の高圧放電ランプ。
4. 【請求項４】 複数の発光管にそれぞれ対応して設けら
   れ異なる極性を印加する始動補助導体を具備したことを
   特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の高圧放電ラ
   ンプ。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４いずれか記載の高圧放
   電ランプと；高圧放電ランプおよび電源間に介在された
   安定器と；を具備したことを特徴とする放電灯点灯装
   置。
6. 【請求項６】 安定器は、それぞれの発光管に対応して
   分割されたインダクタを有することを特徴とする請求項
   ５記載の放電灯点灯装置。
7. 【請求項７】 請求項１ないし４いずれか記載の高圧放
   電ランプと；この高圧放電ランプを収納する器具本体
   と；を具備したことを特徴とする照明装置。