JPS61284047A - 直流点灯用高圧ナトリウムランプ - 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】 産業上の利用分野 本発明は直流点灯用高圧ナトリウムランプに関するもの
である。

従来の技術 省エネルギー志向が定着し、低ワツトの白熱電球に代わ
る小形の高輝度放電ランプの開発製品化が盛んに進めら
れている。とくに高圧水銀ランプにかわってこれまで屋
外照明用の高出力放電灯としてここ１０年急速に普及し
てきた高圧ナトリウムランプやメタルハライドランプの
小形・低ワツト化を図り、店舗・商店街やホテルなど屋
内照明の主力光源とする動きが活発になっている。なか
でも、ｅｏＷ〜１６ｏＷクラスの白熱電球の光束レベル
に匹敵する効率と高い演色性を備えた３０〜７０Ｗクラ
スの小形の高圧ナトリウムランプやメタルハライドラン
プの開発・製品化が盛んに試みられている。たとえば、
出願人は特開昭６７−９０４６号公報、特開昭５７−５
０７６３号公報等において新しい小形の高演色性高圧ナ
トリウムランプを提案した。この提案に基づいて試作し
た高演色性高圧ナトリウムランプは電球に良く似た暖か
みのある光色を呈し、しかもランプ入力は５０Ｗと低ワ
ツトながら電球の３倍に近い効率が得られるものである
。このランプの発光管は太さが６〜７門と細く、かつ長
さも４０〜６ｏｗｎと非常に短くできるために、ハロゲ
ンランプの発光管に似た形状の比較的小形のガラスパル
プでランプ外管を形成し、小形のしかも配光制御の自由
度が大きくとれる反射器具なり、点灯器具に装着して使
用されるならば、この発光管の特長が十二分に発揮され
るはずである。これと同時に、点灯装置（回路）の小形
・軽量化、さらには高効率化も望まれるところであって
、従来の磁気誘導方式の安定器に取って代わる各種の電
子回路式の安定器の開発が試みられてきた。なかでも、
直流降圧チョッパー回路方式の安定器は、直流点灯では
あっても回路効率が高く、しかも比較的安価なものであ
る。

さらに、軽量で、かつランプ自体の大きさ程度にまで小
形化が可能である。したがって、上記のような小形・低
ワツトの高圧ナトリウムランプの点灯装置として、現在
のところ最も適したものと考えられる。

発明が解決しようとする問題点 ところが、放電灯に共通する現象であるが、直流で点灯
する場合、放電気体のカタホレシス現象によシ、点灯を
続けていると発光物質がカンード側に偏在して陽極側の
発光が弱くなる場合がある。

この場合も例外ではなく、直流降圧チョッパー回路など
直流電源を用いて点灯すると陽極側のナトリウム原子の
発光が弱くなる。とくに陰極側か下向きの姿勢で点灯さ
れた場合、この傾向が顕著になった。

本発明はこのような問題を解決するもので、発光輝度む
らのない直流点灯用高圧ナトリウムランプを提供するこ
とを目的とするものである。

問題点を解決するだめの手段 この問題を解決するために、本発明は、陽極と陰極を両
端部に有し、内部にナトリウムを封入した発光管を備え
、前記発光管の閉塞部材のうち陰極側の閉塞部材がサー
メットで構成された直流点灯用高圧ナトリウムランプを
特徴とするものである。

作　　用 この構成によシ、発光管の最冷点部がアノード側管端部
に形成されるので、直流点灯に伴うカタホレシス現象が
回避でき、よって発光輝度むらがなく、かつ、はぼ一定
の点灯特性が得られるものである。

実施例 以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

第１図は本発明の一実施例であるｓｏＷの直流点灯用高
演色高圧す）　ＩＪウムランプの構成を示すものである
。１は中央部の内径、すなわち最大内径が５咽のアルミ
ナ発光管であって、両端部では径が絞られている。その
一方の端部内面にはガラスセメントによって外径が２閣
のニオブ管からなる電極導体２が封着されている。電極
導体２の先端部には陽極３が保持され、後端部にはリー
ド４が接続されている。陽極３はトリウム・タングステ
ン製の陽極棒の周囲にタングステンコイルが巻回された
ものである。アルミナ発光管１のもう一方の端部内面に
は、やはりガラスセメントによってサーメット５が封着
されている。サーメット５の先端面には陰極６の陰極棒
の端部が埋め込み焼結され、後端面にはリード７の一方
の端部が埋め込み焼結されている。サーメット５はタン
グステン粉末とアルミナの焼結体で構成されたものであ
シ、この場合、タングステン粉末は重量比で５％前後の
ものである。陰極６はトリウム・タングステン製の陰極
棒の周囲に、その先端部を２〜３咽突出させてタングス
テンコイルが巻回されている。

前記陰極棒とタングステンコイルが形成する空間には電
子放射物質が焼結・固持されたタングステンからなる３
重コイルが挿入され、かつ、その上には電子放射物質を
含まないタングステン製の３重コイルが装着されている
。発光管１の内部にはナトリウムアマルガム８と始動補
助用気体としてアルゴンガスの分圧比率が５０％前後の
ネオン・アルゴン混合ガスが５０Ｔｏｒｒ前後封入され
ている。発光管１はリード４，７を介してそれぞれリー
ド線９，１０に接続、保持され、内径１３．外径１６咽
の直管状のガラス製外管１１内に装填されている。リー
ド線９，１０のもう一方の端部はモリブデン金属箔１２
．１３の端部に溶接、接続され、モリブデン金属箔１２
．１３は外管１１の一方の端部で気密に封止られている
。リード４にはＺｒ−Ａｔの合金ゲッタ１４が保持され
ている。

かかる構成の直流点灯用の高圧ナトリウムランプ２１を
直流点灯用の電子回路式安定器のひとつである直流降圧
チョッパー回路（第２図）を用いて点灯試験を行なった
。２０１は６０Ｈｚの交流電源、２０２はブリッジ形全
波整流回路、２０３は平滑コンデンサである。２０３の
両端部から平滑された直流電圧が同図右側の直流降圧チ
ｉツバー回路部に供給される。高圧ナトリウムラング２
１゜チョークコイル２０４．パワートランジスタ２０５
が直列に接続され、高圧ナトリウムランプ２１゜チョー
クコイル２０４に並列にダイオード２０６が接続されて
いる。パワートランジスタ２０５のペースおよびエミッ
タは制御回路２０７に接続されていて、制御回路２０７
の作用によってパワートランジスタ２０５が高周波のス
イッチング動作を繰り返し、高圧ナトリウムランプ２１
を動作させることになる。すなわち、パワートランジス
タ２０５がオンの時は高圧ナトリウムランプ２１からチ
ョークコイル２ｏ４．パワートランジスタ２０６へと電
流が流れ、一方、パワートランジスタ２０５がオフの時
はチョークコイル２ｏ４．ダイオード２０６を経て高圧
ナトリウムランプ２１に電流が流れる。なお、図中２０
８は始動回路であり、高圧ナトリウムランプ２１の始動
時に高周波パルス電圧を発生する。

かかる構成の直流降圧ブヨツバ一方式の電子回路式安定
器で前記のような直流点灯用の高圧ナトリウムランプ２
１の点灯実験を行なった。はぼ一定のランプ電力ｓｏＷ
で、ランプの点灯方向をいろいろ変えて点灯を試みた。

高圧ナトリウムランプ２１の中心軸を水平にした場合、
陰極６を上向き、さらには陰極６を下向きにした場合の
安定点灯時のランプ電圧Ｖｔおよびラング発光色の色温
度Ｔｃを下表に示す。

上表から明らかなように、高圧ナトリウムランプ２１は
点灯方向の影響をほとんど受けることがなく、発光輝度
むらが生じないことがわかる。これは、発光管１の陰極
側端部がサーメット５により気密封着されていて、しか
も、このサーメット５には陰極６が保持されていてこの
電気導体の役割を果たすことになるので、ランプ動作中
、すなわち、放電電流がサーメット５を流れている間は
、サーメツト５自体が微少ではあるが、発熱体の働きを
なし、よって、発光管１の陰極側端部を保温するからで
ある。このために、たとえ陰極６が下向きの姿勢で点灯
された場合でも、発光管１の最冷点は陽極側の管端部に
形成されるからである。

この結果、発光管１の内部では直流放電に伴うカタホレ
シス現象が生じることがなく、いかなる点灯方向であっ
てもほぼ一定の放電状態が実現できるようになったもの
である。

なお、第１図に示した例では、陰極６が外管１１の封止
部、すなわち、口金１５に近くなる方向に発光管１が設
けられた場合を例に示したが、陰極６が外管１１の封止
部から遠い方向に設置された場合でも同様の効果が得ら
れることはいうまでもない。

これに対して、交流点灯の場合のように、発光管の両端
部の閉塞部材がともにニオブ管のように完全な導電体で
あったり、あるいは多結晶体アルミナのような絶縁体で
ある場合は、発光管の最冷点は常に陰極側端部に形成さ
れるので、放電状態が点灯方向の影響を受けることにな
る。すなわち、カタホレシス現象のために、陽極側のナ
トリウム原子の発光が弱められ、発光管に輝度むらが生
じることとなる。この輝度むらは、陰極側が下向きの姿
勢で点灯される場合に最も顕著となる。

なお、本実施例では第１図のように片口金の直管状ラン
プの例を示しだが、第３図のように両口金形直管状ラン
プの場合でも同様の効果が得られることはいうまでもな
い。

また、第１図に示した例では、発光管１の両端部の径が
絞られていて、陽極の電極導体２、および、カソードの
電極導体、すなわちサーメット５がその端部内面に直接
封着された場合を例に示したが、第４図に示した構成の
発光管、すなわち直管状のアルミナ管で構成された発光
管の場合も同様の効果が得られることはいうまでもない
。

さらに、本実施例のように、陰極棒が突出した形状で、
内部に電子放射物質を有する陰極を備えてなる構成の直
流点灯用高圧ナトリウムランプの場合には、陰極側端部
の閉塞部材であるサーメットがランプ動作中の陰極スポ
ットの安定性をも向上させることになるので、ランプ寿
命を通じてランプ電圧、および光色変動の少ない、優れ
た動程特性が得られることとなる。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、陽極と陰極とを両
端部に有し、内部にナトリウムを封入した発光管を備え
、前記発光管の閉塞部材のうち、陰極側の閉塞部材がサ
ーメットで構成されることにより、直流点灯に伴う放電
のカタホレシス現象が回避でき、発光輝度むらがなく、
かつほぼ一定の点灯特性が得られる直流点灯用高圧ナト
リウム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】

第１図は本発明の一実施例である直流点灯用高圧ナトリ
ウムランプの一部切欠正面図、第２図は′本発明の直流
点灯用高圧ナトリウムランプの点灯回路の一例を示す図
、第３図は本発明の他の実施例である直流点灯用高圧す
）　ＩＪウムランプの一部切欠正面図、第４図は本発明
の直流点灯用高圧ナトリウムランプの発光管の他の例を
示す断面図である。 １・・・・・・アルミナ発光管、２・・・・・・ニオブ
管、３・・・・・・陽極、４・・・・・・リード、６・
・・・・・サーメット、６・・。 ・・・陰極、７・・・・・・リード、８・・・・・・ナ
トリウムアマルガム、９，１０・・・・・−リード線、
１１・・・・・・外管、２１．２２・・・・・・高圧ナ
トリウムランプ、２０１・・・・・・交流電源、２０２
・・・・・・全波整流器、２０３・・・・・・平滑コン
デンサ、２０４・・・・・・チョークコイル、２０５・
・・・・・パワートランジスタ、２０６・・・・・・タ
イオード、２０７・・・・・・制御回路、２０Ｂ・・・
・・・始動回路。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名２・
・、二オフー臂 ３　・・・　アノード“ 第２図 ２ρ７ 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 陽極と陰極を両端部に有し、内部にナトリウムを封入し
   た発光管を備え、前記発光管の閉塞部材のうち、前記陰
   極側の閉塞部材がサーメットで構成されたことを特徴と
   する直流点灯用高圧ナトリウムランプ。