JPS624839B2

JPS624839B2 -

Info

Publication number: JPS624839B2
Application number: JP5567581A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Asakura
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1981-04-15
Filing date: 1981-04-15
Publication date: 1987-02-02
Also published as: JPS57172694A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は点灯管に係り、特に高圧金属蒸気放電
灯の点灯に使用される点灯管の改良に関する。

蛍光ランプの起動素子として従来使用されてい
る点灯管は、例えば実公昭43−2244号公報に開示
されているように100Vタイプの蛍光ランプ用で
はバリウム、ランタンなどの活性剤を電極に被着
させアルゴンなどの希ガスの易放電気体を充填し
ており、200Vタイプの蛍光ランプ用では希ガス
あるいは希ガスと有機ガスとを充填している。従
来のこの種の点灯管をメタルハライドランプや高
圧ナトリウムランプなどの高圧金属蒸気放電灯の
起動素子として使用すると、従来のバリウムやラ
ンタンなどの活性剤を使用したものでは、2.5な
いし４mg程度の窒化バリウムBaN₆を熱分解して
なる1.5ないし2.5mg程度の金属バリウムBaや電子
放射能の高いランタンLaを使用しているため
に、安定器から発生するキツク電圧が金属バリウ
ムの放電によりキツク電圧が低下し、上記高圧金
属蒸気放電灯用の起動により必要な1.5ないし
2kVの高いキツク電圧が得られず、そのため上記
高圧金属蒸気放電灯を点灯させることができなか
つた。また、アルゴンなどの希ガスや希ガスとプ
ロパンなどの有機ガスとを混合したガスを充填し
た点灯管を上記高圧金属蒸気放電灯の起動に使用
する場合には、点灯管の封入ガス圧を下げること
によつて高圧金属蒸気放電灯の起動に必要なキツ
ク電圧を得ることができるが、封入ガス圧を低く
すると、点灯管の放電開始電圧が300V近くまで
高くなり、点灯管の特性を安定させるためのエー
ジング工程においてエージング電圧を上記放電開
始電圧程度またはそれ以上に高くしなければなら
ず、しかも点灯管の放電開始電圧がエージング時
間が２分で258V、５分で240V、10分で220V、15
分で200V、20分で185V、30分で160Vという様に
不安定で所望の200V以下に安定するまでには相
当のエージング時間を必要とし、量産に不向きで
不安定な特性の点灯管になるという致命的な欠点
があつた。さらに、封入ガス圧が低いためにグロ
ー電流が少なく、したがつて点灯管の熱応動素子
が十分加熱されないから接点が閉止するまでの時
間が長くなるという欠点もあつた。

本発明は上記した欠点に鑑みてなされたもので
高圧金属蒸気放電灯の速かな起動をさせることが
でき、製造工程でのエージング時間が短く特性の
安定した改良された点灯管を提供することを目的
とする。

以下に本発明の詳細を図示の一実施例を参照し
て説明する。第１図は本発明の一実施例の点灯管
を組込んだ高圧金属蒸気放電灯の点灯回路の一例
を示す回路図であつて、高圧金属蒸気放電灯の一
点鎖線で示す外管バルブ１内の発光管２内に設け
られた両主電極３および４の一方の主電極４の近
傍に始動補助極５が設けられており、上記主電極
４と補助極５との間に接続された電気抵抗６は補
助極５と他方の主電極３との間に常閉バイメタル
スイツチ７を介して接続されている電気抵抗８よ
りきわめて高い抵抗値を有している。そうして、
一方の主電極４と他方の主電極３との間には電気
抵抗９と直列に接続された本発明点灯管１０が上
記常閉バイメタルスイツチ７を介して接続されて
いる。前記した外管バルブ１の外部端子１１，１
２は安定器１３を介して外部交流電源１４に導電
的に接続されている。外部交流電源１４から一方
の主電極４と他方の主電極３との間に印加された
電圧は、常閉バイメタルスイツチ７が閉じており
上記したように電気抵抗６がきわめて高い抵抗値
であるので、主電極４と補助極５との間にほぼ電
源電圧に近い値で印加されるとともに、点灯管１
０と電気抵抗９との直列回路にも印加され、点灯
管１０の両電極間にグロー放電が発生し、点灯管
１０が動作して発光管２の主電極３，４間にキツ
ク電圧を与え、主放電が発生するようになつてい
る。主放電移行時には常閉バイメタルスイツチ７
は開放される。

本発明者は第１図に示すような高圧金属蒸気放
電灯の点灯回路の起動素子として使用され、上記
高圧金属蒸気放電灯に1.5ないし2kV程度の高い
キツク電圧を与え、しかも高圧金属蒸気放電灯を
点灯するための点灯所要時間の短く、エージング
工程でのエージング時間の短い点灯管を得るため
に試行錯誤を繰返した結果、第２図にその一実施
例を示す点灯管を開発した。第２図は第１図で示
す本発明一実施例の点灯管１０の一部切欠正面図
であつて、点灯管１０の円筒状ガラスで約1000mm
^３の容積を持つ気密容器２１内にステム２２の内
部導入線２３，２４に保持され、後述する金属バ
リウムを被着されたバイメタルからなる熱応動素
子電極２５，２６が所定の放電間隙約１mmを保つ
て植立されており、一つの電極の表面積は約30mm²
である気密容器２１のステム２２の排気管２７か
ら気密容器２１の内部の空気を排気したのち、６
ないし15torr程度の圧力のアルゴンが易放電気体
として充填され、気密に封緘されて封緘端２８が
形成されている。熱応動素子電極２５，２６には
バリウムアザイドBaN₆が２×10^-3mg量被着され
ており、点灯管１０の排気の際に真空中の熱分解
によつて1.24×10^-3mgの金属バリウムBa２９とな
つている。３０および３１は内部導入線２３，２
４と導電的に接続され点灯管１０の外部端子とな
つている外部導入線である。バイメタルからなる
熱応動素子電極２５，２６のそれぞれの先端には
電極のバイメタルの放電時の溶着を防止するた
め、たとえばタングステン丸棒の放電端子３２，
３３が電気溶接により固着されている。

本発明者は電極に被着された金属バリウムの量
を変化させ、易放電気体として６ないし15torrの
アルゴンを充填して点灯管を多数製造し、電極に
被着された金属バリウムの量と従来使用されてい
る標準安定器を使用し180Vの印加電圧を加えた
とき高圧金属蒸気放電灯に印加されるキツク電
圧、両熱応動素子電極に被着された金属バリウム
が１×10^-3mgとしたときの点灯管の両電極の接点
閉止に要する時間、および点灯管のエージング時
間を変化させたときの点灯管の放電開始電圧につ
いて試験した。

前記したように従来の点灯管では高圧金属蒸気
放電灯の起動に必要な1.5ないし2kV程度のキツ
ク電圧を得るために点灯管の封入ガス圧を下げる
と、点灯管の放電開始電圧を200V程度に低下さ
せるためのエージング時間が15分間程度を要し、
しかも放電開始電圧がエージング時間とともに変
化し不安定であつたが、本発明では放電開始電圧
はエージング前において180V程度で15分間のエ
ージングを行なつても160V程度、すなわち20V程
度の変化しか示さず、エージング時間が短縮さ
れ、安定した特性を示すことが判つた。さらに前
記した点灯管の電極に被着された金属バリウムの
被着量とキツク電圧、接点閉止に要する時間との
関係は、第３図の上記特性曲線図においてＡはキ
ツク電圧、Ｂは接点閉止に要する時間で示してあ
るが、第３図から明らかなように金属バリウム被
着量が1.0×10^-3ないし3.0×10^-2mgであると、キ
ツク電圧は約1.5ないし2.1kV、接点閉止に要する
時間は２ないし５秒であり、所望の高圧金属蒸気
放電灯用の点灯管が得られたのである。すなわ
ち、上記バリウム被着量が１×10^-3mgより少なく
なると、キツク電圧は約2.5kVと高圧金属蒸気放
電灯の起動には十分であるが、バリウムによる電
子放射が不足してグロー電流が減少して、接点閉
止に要する時間が５秒より長くなり実用上長く時
間がかかつて不可である。また、バリウム被着量
が３×10^-2mgよりも多くなると、接点閉止使間は
２秒以内と短かくはなるが、キツク電圧が高圧金
属蒸気の起動に必要な1.5kVより低くなつてしま
い不可である。そうして、バリウム被着量が３×
10^-2mgより多くなつたときにキツク電圧が1.5kV
以下になるのは、点灯管の接点開放時に電極に付
着した余分の金属バリウムによる放電が発生し上
記キツク電圧を吸収して低下させるためと思われ
る。なお前記した実施例においては点灯管の両電
極がともにバイメタルからなる熱応動素子電極の
もので説明したが、本発明はこれに限るものでは
なく、片側の電極が固定極で他方の電極のみが熱
応動素子電極のものにおいても全く同様の効果を
示すものである。

本発明者の行なつた上記実験は点灯管易放電気
体としてアルゴンを充填した例で説明を行なつた
が、本発明者は易放電気体としてヘリウムおよび
アルゴンとヘリウムとの混合気体についても実験
を行なつた結果、電極に被着されている金属バリ
ウムが上記と同量であるときに所期の効果を得る
ことができた。

以上詳述したように、本発明は気密容器内に少
なくとも片側が熱応動素子からなる電極を具備し
易放電気体を充填してなるものにおいて、上記易
放電気体はアルゴンおよびまたはヘリウムからな
り、上記電極には1.0×10^-3ないし3.0×10^-2mgの
金属バリウムが被着されていることを特徴とする
点灯管であつて高圧ナトリウムランプやメタルハ
ライドランプなどの高圧金属蒸気放電灯の起動素
子として上記高圧金属蒸気放電灯の起動に必要で
かつ十分な1.5ないし2kVの高いキツク電圧を与
え、点灯所要時間が５秒以下の短時間で、しかも
点灯管のエージング工程における特性の安定が速
いすぐれた特性を有する点灯管を提供することが
できるという効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の点灯管を組込んだ
高圧金属蒸気放電灯の点灯回路の一例を示す回路
図、第２図は第１図で示す本発明一実施例の点灯
管の一部切欠正面図、第３図は点灯管の電極に被
着された金属バリウムの被着量とキツク電圧、接
点閉止に要する時間との関係を示す特性曲線図で
ある。１０…点灯管、２１…気密容器、２５，２６…
熱応動素子電極、２９…金属バリウム。

Claims

【特許請求の範囲】

１気密容器内に少なくとも片側が熱応動素子か
らなる電極を具備し、易放電気体を充填してなる
ものにおいて、上記易放電気体はアルゴンおよび
またはヘリウムからなり、上記電極には1.0×
10^-3ないし3.0×10^-2mgの金属バリウムが被着さ
れていることを特徴とする高圧金属蒸気放電灯用
点灯管。