JPS6014741A - 高圧放電灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明鉱高圧放電灯に関し、特にその再始動特性の改善
に関する。

従来、高圧放電灯は道路、グラウンド、体育館および工
場などで使用されてきたが、高圧放電灯がコンパクトで
かつ高効率であることから省電力光源として注目され、
次第に商業施設にもその使用が広がってきた。しかし、
高圧放電灯には再始動時間が長いという欠点があった。

すなわち、高圧放電灯ではランプ点灯中に発光管内の水
銀圧が数気圧にも達するため、電源電圧の一時的な降下
などによりランデが一旦消えると電源電圧が正常に復帰
してもランプは直ちに始動できず、発光管の温度が低下
して発光管内の水銀蒸気の圧力が放電開始可能な状態に
低下するまで点灯不可能であった。このようにランプが
一旦消えて次に放電が開始できるまでの時間は再始動時
間と呼ばれ、高圧水銀ランプにおいて扛３〜５分間が必
要であった。

この再始動時間を短くするため、主電極の近傍に加熱体
を設置し、再始動時にこの加熱体を加熱して電子を放電
空間に放出させ、主電極間に電圧を印加する方法が有効
であることが知られている。

そのため、加熱体としてフィラメントを設計値した発光
管を備えたランプを製作した。＠１図ｔよそのランプの
フィラメント付近を示す正面図、第２図はその側面図で
ある。このようなランプにおいて、フィラメント１４は
主電極２ａに近接して設置されており、り／グステ／ｌ
ＩＪをコイルにして成形し、両端を延けして金に１箔４
ａ、１９に溶接して取付けられていた。

このランプについて消灯後３０秒で再び通電する再始動
を繰返えす点灯試験を行ったところ、一部のランプは再
始動を１００回以上繰返えした後瞬時に再始動しなくな
った。これらのランプを調べたところ、この原因はフィ
ラメント１４が変形し、主電極２ａと接触して短絡し、
温度が充分に上昇しないためであることが判つ７ｊ。

従って、本発明の目的は、フィラメントの構造を改良す
ることによって再始動の繰シ返えしによるフィラメント
の変形で生ずる主電極との接触を防止し、ラングの寿命
末期まで常に瞬時再始動を可能とする高圧放電灯を提供
することにらる。

以下、本発明の高圧放電灯を添付図面に示された好適な
実施例を参照して更に詳細に説明する。

第３図は本発明の一実施例における高圧放電灯を示し、
第４図ないし第６図は当該高圧放電灯における主電極付
近を拡大して示している。

第３図ないし第６図において符号１は発光管を示し、該
発光管１の両端には主電極２ａ、２ｂが設けられている
。この主電極２ａの近傍にはタングステン線よシなるフ
ィラメント１４が設けられ、その一端は主電極２ａに接
続されているモリブデン箔４ａに接続され、主電極２ａ
と電気的に接続されている。主電極２ａはモリブデン箔
４ａ、リード５ａ、ステムリード７ａ、リード１５ａ、
チョークコイル形安定器１６、リード１７ｆ：経て口金
８の一方の端子に接続されている。一方、主電極２ｂｔ
Ｘモリブデン箔４ｂ、リード５ｂ、支持枠９、ステムリ
ード７ｂ、リード１８を経て、口金８の他方の端子に接
続されている。また、フィラメントの他端はモリブデン
箔１９、リード２０ａ。

２０ｂ、ステムリード２１ｔ−経て、始動電圧発生手段
である点灯管２２の一方の端子に接続され、点灯管２２
の他方の端子は、さらにステムリード７ｂに接続されて
おシ、結局、主電極２ｂに接続されている。点灯管２２
は常開のバイメタルスイッチを、適量の希ガス全封入し
たガラス管内に設置して、バイメタル間のグロー放電の
熱によって、バイメタルスイッチが閉じ、その後、冷え
て開くときに電流金しゃ断して、誘導素子である安定器
１６にサージ金誘起する通常のグロースタータ式のもの
である。２５は径帆ｌφのモリブデン線からなる始動補
助体で発光ｇｉ外壁に密着して巻かれて支持枠９に固定
されている。なお、６＃′ｆ、ステムで、ステムリード
７ａ、７ｂ、２１が３本封止してあり、このステム６は
外管１３に封止してあって、内部を不活性ガスふん囲気
に保っている。

また、２３祉安定器ケースで円筒状の側面を持つステン
レス製で、一方の端面の内部に安定器１６を固定し、前
記端面に外方に突出した口金８を固定しており、他方の
開口面はステム６に一体に接着されている。また外管１
３の内面にはケイ光体が塗布されている。２４は反射板
で、光あるいは紫外線を有効に前方に照射すると共に安
定器１６や点灯管２２を赤外線から遮蔽するように設け
である。

また、この例では発光管１内径０．６φ、主電極２ａ　
、２ｂ間距離１．６ＩＭ、内容積０．５７■、水銀封入
量２．３　ｍｙであシ、アルゴンが２５　ｔｏｒｒ封入
されている。

この高圧放電灯は次のように動作する。（１）始動に関
し、口金８に直接電源が接続されるとまず、点灯管２２
がグロー放電を開始し点灯管２２、フィラメント１４、
安定器１６を通じて電流が流ｉする。点灯管２２のバイ
メタルスイッチが閉じてフィラメント１４が加熱された
後、ノぐイメタルスイッチが開いて電流をしゃ断して始
動ピーク電圧であるサージ電圧が発生し、両主電極２ａ
　、２ｂ間にこの電圧が印加されて放電が開始し、始動
が完了する。（ｎ）点灯中に関し、水銀はすべて蒸発し
、水銀の発光などが照明に利用される。（ト）再始動に
関し、消灯直後、電源に接続されると、始動時と同様に
点灯管２２、フィラメント１４、安定器１６を通じて電
流が流れてフイラメン）１４ｔｊ：１８００℃以上、こ
の例では２０００℃に加熱され、主電極２ａ、２ｂ間の
放電開始電圧を低下させ、さらに、始動補助体２５が部
分的に電界を強くするので、放電開始電圧は１．５　Ｋ
Ｖ以下まで低下する。その後、点灯管２２が動作し、１
．５〜２　ＫＶ程度のサージ電圧が発生して予熱始動し
、両主電極２ａ。

２ｂ間で放電が開始する。

ところで、フィラメント１４は、０．０８φのタングス
テン線を０．４φのモリブデン線に粗巻きし、更に第４
図〜第６図のように成形後１０００℃で水素処理し、次
に王水でモリブデン線を溶かしてコイル部３０を作り、
そのコイル部の両端に０．４φのモリブデン線からなる
軸３１．３２のそれぞれ一１ｔ−コイル部３０の曲って
いる部分（第５図のＡとＢ）まで挿入し溶接する。これ
らの軸３１゜３２の他端は金属箔４ａ、１９に溶接され
ており、従って、軸３１．３２の他端側の一部は金属箔
４ａ。

１９と共に発光管１０石英ガラスに封止されている。第
５図および第６図に示されるように、コイル部３０は、
ＡとＢで主電極２ａから離れるように傾斜され、その曲
は角度即ち傾斜角度θは６５゜である。このランプを従
来例の場合と同様の点灯試験を行なったがフィラメント
が主電極に接触することは全くなかった。

このように、本発明は、従来例においてフィラメントが
変形し主電極に接触したため、フィラメントが変形して
も主電極に接触しない構造を開発したものであり、当該
構造はフィラメントのコイル部の両端にそれぞれ軸の一
端を挿入しそのも軸の他端を金属箔に固定すると共に石
英ガラスに封止し、更にコイル部を傾けるものである。

その際、コイル部の傾きθを大きくすることが効果的で
あることがわかった。この傾きθを変えたラングを多数
作ったところ、θが５０°に達しないランプは、例えば
θを４５°にしたランプにおいても４１点灯を繰υ返え
すことによって主電極とコイル部との接触が生じ、瞬時
に再始動しなくなったものが認められた。他方、０を５
０°以上にしたランプにおいてはフィラメントの主電極
への接触は全く認められなかった。

ところで、このような従来例のコイルの大きな変形は、
始動のみ１５０００回繰返えしても全く認められず、再
始動の場合の特有の現象である。

その理由は、始」１１時にはフィラメントにも通電する
が、放電開始電圧が充分低く、そのためフィラメントの
温度が低くても点灯管の発生電圧で始動できることから
フィラメントの温度がｈくなる前に始動し、結局フィラ
メントの温度が商〈ならないのに対して、消灯直後の再
始動の場合は少なくともフィラメントの温度が７５ｉ定
温度以上に上昇していないと放電開始せず、フィラメン
トの温度の高い方が変形しやすいためと推測される。

このように、本発明ね１、その実施例において非常に効
果的であったが、このような畠圧水銀ランプに限らず、
メタルハライドランプなど他の高圧放電灯や、その定格
ラング電力によらず効果がある。さらに、再始動させる
だめの高電圧発生装置、フィラメントに通電させる装置
も前記実施例では点灯管であったが、要は消灯後いつで
も、水銀の圧力によらずに、スイッチが入れられると、
フィラメントに所定の電流を流し、主電極間に所定の高
電圧を印加できるようになっていｎＨ他の装置でも同様
な効果を得ることができる。また、安定器、点灯管など
はラングと一体になっている必要はなく分かれていても
よく、更に点灯管などが外管内に設けられていてもよく
、要するに配置などはどのようなものでもよい。

第７図および第８図には、本発明の他の実施例に係る高
圧放電灯の主電極付近が示されている。

しがし、この第７図および第８図においてはフイラメン
）１明瞭に示すため主電極の一部が取り除かれている。

この第２の実施例は前記第１の実施例とフィラメント１
４の形状以外全く同じである。

この第２の実施例でｔよ、フィラメント１４は、そのコ
イル部３０が軸３１．３２の一端（ＡおよびＢ）からゆ
るやかに何１方へ曲けられている。この状態を明瞭に示
す第６図の側面図において、コイル部３０の軸３１．３
２に差し込まれていない部分の中間点（０と軸３１．３
２のコイル部側の先端（ＡとＢ）を結ぶ直線と発光管の
中心線とのなす角度θが６５°になっている。この例に
よってもフィラメントの変形による主’ＡＪｒ　ｉＱと
コイル部との接触は認められない。このように、コイル
部分５００以上傾斜させるという意味は、コイル部３ｏ
の軸３１．３２に差し込まれていない部分の中間点Ωと
２つの軸３１．３２のコイル部側の先端との３点を含む
平面と、発光管の中心線とのなす角度θが５００以上に
なっていることを示し、この場合にはフィラメントの変
形による主電極とコイル部の接触は起らない。

第９図および第１０図は本発明の更に他の実施例に係る
高圧放電灯におけるフィラメント付近の構造が示されて
いる。仁の実施例では、コイル部３０を支持する軸３１
．３２の一端約１胴が予め６５°に屈曲されている。そ
して、コイル部３０はその曲がった部分が軸３１．３２
の屈曲部分に到達するまで当該軸に差し込まｉｔ溶接固
定されている。

このよりな軸３１，３２においてその屈曲位置は、軸の
先端Ａ、Ｂがらコイル部３ｏの内径の２倍以上の距離と
することが好ましい。また、軸が挿入されていないコイ
ル部が充分に発熱するならは、軸３１．３２の屈曲位置
を更に大きくしてもよい。この場合、　［ｌ＋ｌ１１３
１．　、３２の屈曲部までコイル部３０が相対的に挿入
されている必要はない。

また、軸３１．３２の屈曲はコイル部を差込んだ後に行
ってもよく、コイル部３ｏを予め曲けておく必要もない
。更には、前述のようにコイルを作った後に＠を差し込
むようにしなくても、コイルを軸自身に巻いて一部を除
去したり、一部を王水で溶したりしても工く、要は方法
によらずコイル部に屈曲したモリブデン線のｑ）１１が
差し込まれて支持するようにすれはよい。

この実施例によｊ、ば、コイル部の主電極に対する傾斜
が軸の屈曲にょシ方向付けられるため非常に安定させる
ことができる。そのため、フィラメントの変形が非常に
小さくｆ！、す、フィラメントと主電極の接触が全くな
くなった。

なお、第５図と第６図、第７図と第８図或いは第９図と
第１０図で示すｔとＬすなわち軸３１゜３２０石英ガラ
スからの突き出し長さＡ　（ｍ）と軸３１．３２の差し
込まノ１．ていないコイル部３０の部分的長さＬ　（Ｗ
）についで、ｔ＜、２．５Ｌでアルコとが好才しく、こ
ｉＬを満づない場合、石英ガラスにコイル部３０が変形
して接近し、石英ガラスが再始動時に茜温になり、クラ
ックの入る場合がある。

また、コイル部３０は実施例ではタングステン凋よりな
るが、酸化トリウムを含むタングステン純など難溶性の
金屑線を使用したものならよく、更にコイル部にバリウ
ムなど陰極物質を含んでもよい。

以上説明したように、本発明は消灯後いつでも通電でき
る金属線コイルよりなるフィラメントを設けたランプに
おいて、コイル部の両端に金ＪＩｊ４線よりなる軸ｉ挿
入して固定し、これらの軸を金属箔に固定し、軸の一部
と金属箔を発光管形成石英ガラスによって胴止し、コイ
ル部を近接する主電極からｍｉＬるように曲り゛て倒す
ことによって、コイル部の変形による主電極への接触が
起らず、常に瞬時再始動の可能な高圧放電灯を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の高圧放電灯におけるフィラメント付近を
部分的に示す正面図、第２図は築１図のフィラメント部
分のｆＩ１１面図、ｉ３図は本発明の一実施例に係る高
圧放電灯を示す正面図、第４図は第３図に示された高圧
放電灯におけるフィラメント付近を部分的に示す斜視図
、第５図は第４図で示すフィラメント伺近の正面図、第
６図は第４図で示すフィラメント付近の側面図、第７図
は本発明の他の実施例に係る高圧放電灯におけるフィラ
メント付近を示す正面図、第８図は第７図で示すフィラ
メント付近の側面図、第９１社本発明の更に他の実施例
に係る高圧放電灯におけるフィラメント付近を示す正面
図、第１Ｏ図は第９図で示すフィラメント付近の側面図
である。 １・・・発光管、２ａ　、２ｂ・・・主電極、１４・・
・フィラメント、４ａ、１９・−・金属箔、３ｏ・・・
コイル部、３１．３２・・・軸。 なお図中同一符号は同一部分又は相幽部分を示す。 代理人　大暑増雄 第３１・１ 第４図 ２０ 第５図　第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）一対の主電極と、一方の前記主電極に近接して配
   置されると共に該主電極に電気的に接続された金属線の
   コイルよりなるフィラメントとを備え内部に水銀を封入
   した発光管を有し、水銀の圧力によらずいつでも始動の
   ために前記フィラメントに通電し得る高圧放電灯におい
   て、前記コイルがその各端部に一端を挿入固定された金
   属線よシなる軸で支持され、該各軸の他端は金属箔に固
   定され該金属箔と前記各軸の一部とが前記発光管を形成
   する石英ガラスによって封止され、前記各軸で支持され
   た前記コイルが近接する前記主電極から離れるように傾
   斜されて配置されていることを特徴とする高圧放電灯。 （２、特許請求の範囲第１項に記載の高圧放電灯におい
   て、前記コイルの前記主雷、極に対する傾斜角度を５０
   °以上としたことを特徴とする高圧放電灯。 （３）一対の主Ｗ、　４＋と、一方の前記主電極に近接
   して配置されると共に該主電極に電気的に接続された金
   属線のコイルよシなるフィラメントとを備え内部に水銀
   を封入した発光管を有し、水銀の圧力によらずいつでも
   始動のために前記フィラメントに通電し得る高圧放電灯
   において、前記コイルがその各端部に一端を挿入固定さ
   れた金属線よりなる軸で支持され、該各軸の他端は金属
   箔に固定され該金属箔と前記各軸の一部とが前記発光Ｉ
   Ｗを形成する石英ガラスによって封止され、前記軸の一
   端が該軸に数句けられた前記コイル部を前記主電極から
   離すように屈曲されていることを／ｉ徴とする高圧放電
   灯。 （４）％許請求の範囲第３項に記載の高圧放電灯におい
   て、前記コイルの前記主電極に対する傾斜角度を５０°
   以上にすべく前記軸の一端を屈曲したこと″ｆ、特徴と
   する高圧放電灯。