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JP3927105B2 - Metal halide lamp - Google Patents

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JP3927105B2
JP3927105B2 JP2002273701A JP2002273701A JP3927105B2 JP 3927105 B2 JP3927105 B2 JP 3927105B2 JP 2002273701 A JP2002273701 A JP 2002273701A JP 2002273701 A JP2002273701 A JP 2002273701A JP 3927105 B2 JP3927105 B2 JP 3927105B2
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JP
Japan
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metal halide
halide lamp
starting
tube
wire
Prior art date
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JP2002273701A
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Inventor
一男 武田
勲 太田
和重 阪本
義晴 西浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Priority to DE60333505T priority patent/DE60333505D1/en
Priority to EP03255707A priority patent/EP1398824B1/en
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Priority to EP07021611A priority patent/EP1901334B1/en
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メタルハライドランプ、特にメタルハライドランプ内に配置される始動用導線に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のメタルハライドランプは、図4(a)及び図4(b)に示すように、一端部が閉塞され、かつ他端部に口金が取り付けられている外管102と、この外管内で、後述のステム線によって支持され、かつ外囲器がセラミックからなる発光管105と、この発光管105を囲み、防爆用として配置されたガラス製のスリーブ110と、このスリーブ110を保持するためにスリーブ110の両端部に設けられた金属製のプレート108及び109とを備えている。
【0003】
外管102は、点灯時において、100kPaとなるように窒素ガスが封入されている。
外管102の他端部には、電極に電流を供給するための2本のステム線103a、bを支持するガラス製のステム101が融着されている。
発光管105は、本管部とこの本管部の両端部に設けられた細管部とを有していると共に、その内部に発光物質としての金属ハロゲン化物、緩衝ガスとしての水銀、始動ガスとしての希ガスがそれぞれ所定量封入されている。
【0004】
本管部内には、互いに対向するように配置された一対の電極が設けられている。
この電極の端部は、それぞれ細管部内にガラスフリットにより封着された給電体104a、bの一端部に電気的に接続されている。
給電体104a、bの他端部は、細管部の外部から導出され、各ステム線に電気的に接続されている。
【0005】
メタルハライドランプを点灯するために、通常、イグナイタ(図外)、安定器(図外)及び電源回路(図外)などからなる駆動回路が用意される。
始動時において、イグナイタは、定常時において印加される正弦波電圧に、さらに、高電圧のパルスを重畳し、始動用導線107と電極114の近傍に微放電を発生させ、この微放電による初期電子をきっかけとして、図5(a)に示すように、低い始動電圧で発光管105内の対をなす電極間にアーク放電を発生させる。
【0006】
このように、従来のメタルハライドランプは、始動用導線を備えて始動性を高めたものがある。(例えば、特許文献1参照)
【0007】
【特許文献1】
特開平10−294085号
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のメタルハライドランプは、低電圧で始動ができる反面、以下のような問題点がある。
即ち、発光管105の内壁は、放電時において、高温、高圧となり、長時間使用されると、熱疲労などにより、図5(b)に示すように、発光管105の容器が破損する場合がある。
【0009】
発光管105の容器が破損すると、内部の希ガス、水銀及び金属ハロゲン化物が放出されるため、アーク放電は停止し、電流値は0となる。
このとき、イグナイタは、ランプ電圧が高くなったことを検知して、始動時と判断し、正弦波電圧に高電圧のパルスを重畳させる。
これにより、電極間距離(ra)よりも短い距離(rb)で、一方の電極と対峙する始動用導線107の間で絶縁破壊が生じ、さらに、アーク放電、即ち、異常放電へと移行する。
【0010】
なお、この異常放電を外管内放電と呼ぶこともある。
始動用導線107は、線径の細いモリブデン線などで構成されるので、上述の異常放電により、図5(b)に示すように、放電の起点となっているC部が溶断することとなるが、溶断されたC部よりも上の導線部分は、電極113と繋がっているため、異常放電は継続する。
【0011】
このため溶断は進行し、図5(c)に示すように、C部よりも上の導線部分が溶されながらD部まで放電距離(rc)が伸びて行くこととなる。
放電距離が距離(rc)に達すると、異常放電を継続するために必要な電圧を供給することができなくなるため異常放電が停止する。
ここまでに至る過程において、異常放電に伴う大電流のため、安定器などが破損することが多く、又、異常放電により外管102は、高温となり、クラック及び破損が生じる可能性もある。
【0012】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、メタルハライドランプにおいて、発光管の容器が破損した場合であっても、異常放電による2次的損傷が生じ難いメタルハライドランプを提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係るメタルハライドランプは、本体部及び当該本体部の両端それぞれに設けられた細管部からなるセラミック製の発光管と、前記本体部内に配置される一対の電極と、一端部に前記電極が接続され、かつ、他端部が前記細管部から延出されている給電体と、前記給電体の一方に接続しており、前記発光管に近接又は接触している始動用導線とを有するメタルハライドランプであって、前記始動用導線は、異常放電が生じたとき所定時間で前記始動用導線を流れる電流を遮断する電流遮断手段が挿入されていることを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
<構成>
図1(a)及び図1(b)は、本発明の実施の形態におけるメタルハライドランプ20の概略図である。
図1(a)に示すように、メタルハライドランプ20は、定格電力が150Wの高輝度放電ランプであって、ステム1と、外管2と、ステム線3a及び3bと、給電体4a及び4bと、発光管5と、遮断器6と、始動用導線7と、プレート8と、プレート9と、スリーブ10と、絶縁体11と、口金12とを有する。
【0015】
ステム1は、ステム線3a及び3bを支持するガラス製の部材である。
外管2は、硬質ガラスなどからなり、内部には、窒素などの不活性ガスが、例えば、点灯時(約300℃)において100Paの圧力となるように封入されている。
口金12は、照明器具用のソケットに接続するための2極端子である。
【0016】
ステム線3aは、一端が口金12内部の一方の電極端子(図外)に接続されており、ステム1を貫通して他端が給電体4aに溶接されている。
ステム線3bは、一端が口金12内部の他方の電極端子(図外)に接続されており、ステム1を貫通して他端が給電体4bに溶接されている。
発光管5は、アルミナ(熱膨張係数8.1×10-6)などの透光性を有するセラミック材からなり、円筒状の本管部5aと、この本管部5aの両端部に設けられ、径が小さな円筒状の細管部5b及び5cとからなる。
【0017】
本管部5a内部の放電空間に、所定の金属ハロゲン化物、水銀及びネオン及びアルゴンなどの希ガスが常温において13kPaの圧力で封入されると共に、一対の電極(電極13及び電極14)が対向配置される(図3参照)。
電極13及び電極14は、それぞれ給電体4a及び4bと接続された状態で、上述の各細管部内部に挿入されシール部材で封止されている。
【0018】
スリーブ10は、円筒状の石英からなり、発光管5が破損した場合、破片が周囲に飛散して、外管2を損傷させないようにするためのものである。
プレート8及び9は、ステンレス製の薄板からなり、スリーブ10を発光管5から決められた間隔をおいて支持するためのものである。
また、プレート8及び9は、それぞれ給電体4a及び4bが貫通し、外周には外管2の内壁に近接する複数の爪部8a及び9aを有している。
【0019】
ここで、棒状の給電体4a及び4bが、発光管5の長手方向における中心軸上に挿入されているため、プレート8及び9は、給電体4a及び4bそれぞれを外管2のほぼ中心軸上に案内することにより、発光管5の前記中心軸を外管2のほぼ中心軸上に案内している。
また、プレート8及び9により、外管2の内側は、3つの領域に仕切られている。
【0020】
発光管5を含まない2つの領域に着目すれば、プレート8及び9は、発光管5から照射される光、即ち、輻射熱を遮断していることとなる。
これにより、点灯時においては、上記2つの領域における温度は、発光管5を含む領域に比べて低くなる。
また、プレート8aには、図1(b)に示すように、始動用導線7が貫通する穴8bが設けられている。
【0021】
絶縁体11は、プレート9の電位を浮かせるために給電体4bとの間に挿入される絶縁部材である。
始動用導線7は、線径が0.2mmのモリブデン線であり、一端が遮断器6に溶接され、細管部5bに巻き付けられ、中央が本管部5aの外周に接するように配置され、さらに、他端が電極14の近傍の細管部5cに巻きつけられている。
【0022】
なお、細管部5b及び5cは、給電体4a及び4bがそれぞれ挿入されているため、本管部5aが破損しても形状的には変化が生じ難く、したがって、細管部5b及び5cに巻きつけられた始動用導線7もまた、前記破損が生じても位置的変化が生じ難い。
遮断器6は、電流容量が0.5Aのヒューズであり、一端が給電体4aに、他端が始動用導線7に溶接されている。
【0023】
メタルハライドランプ20を駆動する駆動回路として、電力を供給する電源回路(図外)と、電流を調節するための安定器(図外)と、始動時において高電圧のパルスを印加するためのイグナイタ(図外)とが設けられている。
電源回路は、スイッチオンされると、図2(a)に示すように、周波数が60Hz、ピーク電圧が325V(+V1、−V1)の正弦波の電圧を発生させる。
【0024】
イグナイタは、ランプ電圧が高いことを検知して作動する回路であって、図2(b)に示すように、上述の正弦波のピーク点付近において高電圧のパルスを重畳してピーク電圧を4500V(+V0、−V0)に高める。
始動時、発光管5内の電極13及び電極14間には、当初アーク放電は生じていないが、前記重畳された高電圧のパルスによって、始動用導線7と電極14との近傍に微放電が発生し、前記電極間にアーク放電を発生させるきっかけとなる初期電子が生成される。
<動作>
図3(a)は、正常時における、メタルハライドランプ20の動作状況を示す図である。
【0025】
電極13及び電極14間にアーク放電が生じる前の始動時においては、放電に寄与する電子が本管部5a内に極めて少なく、電極13及び電極14間のインピーダンスの値が極めて大きな値をとるため、4500Vの高電圧のパルス(+V0、−V0)が、電極13及び電極14間に印加されても、絶縁破壊は生じ難い。
一方、高電圧のパルス(+V0、−V0)が、始動用導線7と電極14との間に印加されると、セラミック製の細管部5cにより空間的に隔絶されているものの、始動用導線7の端部と電極14との間の電位傾度が極めて大きくなるため、電極14の近傍で微放電が生じる。
【0026】
この微放電時における電流は、上述のメカニズムから、極めて小さな値となる。
この微放電がアーク放電のきっかけとなる初期電子となって、電極13及び電極14間でアーク放電が発生する。
一度アーク放電が発生すると、本管部5a内が放電に寄与する電子で満たされ、電極13及び電極14間のインピーダンスは低下し、両極間の電圧が低下するため、これを検知したイグナイタの制御により、高電圧のパルスの重畳は停止される。
<本管部5a破損時>
続いて、本管部5aが破損した場合について説明する。
【0027】
図3(b)は、本管部5a破損時における、メタルハライドランプ20の動作状況を示す図である。
本管部5aは、点灯時においては内部が高温高圧となる小さな圧力容器となり、熱疲労によって本管部5aにクラックが生じることなどにより破損する場合がある。
【0028】
この破損に伴い、外管2の内部には、発光管5から金属ハロゲン化物、水銀、ネオン及びアルゴンなどの希ガスが、外管2内に流出する。
そして、近接する始動用導線7と電極14とを絶縁していた本管部5aが損傷して脱落することにより、電位差のある始動用導線7及び電極14同士が剥き出しの状態となる。
【0029】
このとき、本管部5aの破損により電極13及び電極14間のアーク放電は消滅し、ランプ電圧が上昇するが、ランプ電圧の上昇を検知したイグナイタは、正弦波電圧に高電圧パルス(+V0、−V0)を重畳する。
この結果、始動用導線7のうち、最も電極14と距離的に近いC部と電極14の間において、絶縁破壊が起こり、アーク放電が発生する。
【0030】
この場合、放電空間である外管の蒸気圧が低く、ランプ電圧が低くなることから、一般に、通常点灯時より、ランプ電流は大きくなる。
ここで、通常点灯時のランプ電流をILとすると、遮断器6の電流容量IHをILよりも小さくすることにより、始動用導線7のC部と電極14との間において、アーク放電が発生したとき、始動用導線7への電流経路が確実に遮断され、アーク放電、即ち、異常放電が停止されることとなる。
【0031】
以上のように、本実施形態によれば、メタルハライドランプにおいて、発光管5の容器、つまり、本管部5aが破損した場合であっても、電極14と始動用導線7との間において、アーク放電、即ち、異常放電が発生したときに、電流経路が遮断され、過電流が流れないため、安定器や外管2などの2次的損傷が防止される。
【0032】
なお、本実施の形態では、メタルハライドランプ20は、定格電力が150Wとしたが、これに限らず、50W以上400W以下の範囲のいずれかの値を定格電力としてもよい。
また、本実施の形態では、遮断器6の電流容量を0.5Aとしたが、これに限らず、通常点灯時のランプ電流をILとするとき、少なくとも電流容量IHをILよりも小さくすれば足りる。
【0033】
また、本発明のメタルハライドランプ20は、交流電圧が印加されているが、直流電圧が印加されてもよい。
また、本実施の形態では、始動用導線7は、発光管5の外周に接するように配置されているとしたが、発光管5の外周に接しなくても、近接していればよい。
また、発明者らは、従来の始動用導線107が、図5(c)に示すように、D部まで異常放電の放電距離(rc)が伸びるまで、数分を要し、その間、安定器には過電流が流れ、外管2は高温となり、2次的損傷が生じていた点に着目し、この異常放電の発生期間が10秒以内であれば、安定器に機能的な問題が生じず、さらに、外管2の破損も生じないことを見いだした。
【0034】
そこで、始動用導線7と電極14との間でアーク放電が起こった場合、始動用導線7を積極的に溶断させ、即ち、10秒以内に図5(c)のD部まで溶断を進行させ、異常放電を終了させてもよい。
つまり、遮断器6と始動用導線7とをそれぞれ独立して配置する必要はなく、始動用導線7に遮断器6の機能を兼ね備えさせ、構造を簡略化することもできる。
【0035】
その場合、溶断度合いの調整は、始動用導線7の材料や線径サイズを調整することにより実施可能である。
また、本実施の形態では、始動用導線7は、線径が0.2mmのモリブデン線としたが、これに限るものではなく、特に、始動用導線7自体を遮断器6として用いる場合においても、溶断による遮断機能を発揮するために必要な特性を備えた導電材料及び線径であれば足りる。
【0036】
また、電極と給電体の構成は、上記実施の形態と異なっていてもよく、例えば、電極と給電体が単一の部材であってもよい。
【0037】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係るメタルハライドランプは、本体部及び当該本体部の両端それぞれに設けられた細管部からなるセラミック製の発光管と、前記本体部内に配置される一対の電極と、一端部に前記電極が接続され、かつ、他端部が前記細管部から延出されている給電体と、前記給電体の一方に接続しており、前記発光管に近接又は接触している始動用導線とを有するメタルハライドランプであって、前記始動用導線は、異常放電が生じたとき所定時間で前記始動用導線を流れる電流を遮断する電流遮断手段が挿入されていることを特徴とする。
【0038】
前記所定時間が、異常放電による2次的損傷が引き起こさない程度に短い時間であれば、これにより、異常放電による2次的損傷の発生が防止される。
また、前記所定時間は、10秒以内であるとしてもよい。
これにより、異常放電による2次的損傷の発生が防止される。
つまり、10秒以内の異常放電の発生では、安定器や外管の破損などが生じないことから、これらに対する異常放電による2次的損傷の発生が防止される。
【0039】
また、前記所定時間は、1秒以内であるとしてもよい。
これにより、より確実に異常放電による2次的損傷の発生が防止される
【0040】
前記電流遮断手段は、前記始動用導線自体であるとしてもよい。
これにより、複雑な構造を要することなく、異常放電による2次的損傷の発生が防止される。
つまり、安定器や外管などの2次的損傷の発生が防止される。
また、前記始動用導線は、前記所定時間までに、異常放電が継続できない放電距離まで溶断が進行するとしてもよい。
【0041】
これにより、2次的損傷が生じない程度の短い時間で異常放電が終了し、2次的損傷の発生が防止される。
また、前記始動用導線は、モリブデン、タングステン、ニオブ、鉄の中から選ばれる金属、又は、これらの中から選出された金属を含む合金からなるとしてもよい。
【0042】
これにより、電流遮断手段を兼ねる始動用導線の設計の自由度が拡大する。
また、前記始動用導線は、直径0.2mm以下のモリブデン線からなるとしてもよい。
これにより、異常放電が生じる手前で、前記始動用導線径が溶断され得る
【0043】
また、前記始動用導線の前記他端は、前記発光管が破損した場合であっても、形状変化を伴い難い前記発光管部分に巻きつけられているとしてもよい。
【0044】
これにより、発光管の破損時に、始動用導線と第2電極との間隔の変化が抑制される。
つまり、放電距離は、異常放電の放電状態に影響を及ぼすため、当該遮断を実施する上で考慮された設計パラメータと現実のパラメータとのずれを小さくすることができ、より確実に前記異常放電の発生が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、本発明の実施の形態におけるメタルハライドランプの概略図(側面図)である。
(b)は、本発明の実施の形態におけるメタルハライドランプの概略図(上面図)である。
【図2】(a)は、定常時において、発光管内の2つの電極間に印加される電圧波形を示す図である。
(b)は、始動時において、発光管内の2つの電極間に印加される電圧波形を示す図である。
【図3】(a)は、本実施の形態におけるメタルハライドランプの正常時においての動作状況を示す図である。
(b)は、本実施の形態におけるメタルハライドランプの本管部破損時においての動作状況を示す図である。
【図4】従来のメタルハライドランプの概略図である。
【図5】(a)は、従来のメタルハライドランプの正常時における状況を示す図である。
(b)は、従来のメタルハライドランプの本管部破損時当初における状況を示す図である。
(c)は、従来のメタルハライドランプの本管部破損時末期における状況を示す図である。
【符号の説明】
1 ステム
2 外管
3a、3b ステム線
4a、4b 給電体
5 発光管
5a 本管部
5b、5c 細管部
6 遮断器
7 始動用導線
8、9 プレート
8b 穴
8a、9a 爪部
10 スリーブ
11 絶縁体
12 口金
13、14 電極
20 メタルハライドランプ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a metal halide lamp, and more particularly to a starting lead wire disposed in a metal halide lamp.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the conventional metal halide lamp has an outer tube 102 with one end closed and a base attached to the other end, and the outer tube 102 will be described later. A light emitting tube 105 supported by the stem wire and having an envelope made of ceramic, a glass sleeve 110 surrounding the light emitting tube 105 and arranged for explosion protection, and a sleeve 110 for holding the sleeve 110 Metal plates 108 and 109 provided at both ends of the plate.
[0003]
The outer tube 102 is filled with nitrogen gas so as to be 100 kPa at the time of lighting.
A glass stem 101 that supports two stem wires 103a and 103b for supplying a current to the electrodes is fused to the other end of the outer tube 102.
The arc tube 105 has a main tube portion and narrow tube portions provided at both ends of the main tube portion. Inside the arc tube 105 is a metal halide as a luminescent material, mercury as a buffer gas, and as a starting gas. A predetermined amount of each rare gas is enclosed.
[0004]
In the main pipe portion, a pair of electrodes arranged to face each other are provided.
The end portions of the electrodes are electrically connected to one end portions of the power feeding bodies 104a and 104b sealed with glass frit in the narrow tube portions, respectively.
The other end portions of the power feeding bodies 104a and 104b are led out from the outside of the thin tube portion and are electrically connected to each stem wire.
[0005]
In order to turn on the metal halide lamp, a drive circuit including an igniter (not shown), a ballast (not shown), a power supply circuit (not shown), and the like is usually prepared.
At the time of starting, the igniter superimposes a high voltage pulse on the sine wave voltage applied in the steady state to generate a small discharge in the vicinity of the starting lead wire 107 and the electrode 114, and the initial electron due to this small discharge is generated. As a result, as shown in FIG. 5A, arc discharge is generated between the paired electrodes in the arc tube 105 at a low starting voltage.
[0006]
Thus, some conventional metal halide lamps are provided with a starting lead wire and have improved startability. (For example, see Patent Document 1)
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-294085
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional metal halide lamp can be started at a low voltage, but has the following problems.
That is, the inner wall of the arc tube 105 becomes high temperature and high pressure during discharge, and when used for a long time, the container of the arc tube 105 may be damaged due to thermal fatigue or the like, as shown in FIG. is there.
[0009]
When the container of the arc tube 105 is broken, the internal rare gas, mercury, and metal halide are released, so that the arc discharge is stopped and the current value becomes zero.
At this time, the igniter detects that the lamp voltage has become high, determines that it is a start time, and superimposes a high voltage pulse on the sine wave voltage.
As a result, at a distance (r b ) shorter than the distance (r a ) between the electrodes, a dielectric breakdown occurs between the starting lead wires 107 facing one electrode, and further, transition to arc discharge, that is, abnormal discharge occurs. To do.
[0010]
This abnormal discharge is sometimes referred to as outer tube discharge.
Since the starting conducting wire 107 is composed of a molybdenum wire or the like having a thin wire diameter, as shown in FIG. 5 (b), the portion C that is the starting point of discharge is melted by the abnormal discharge described above. However, since the conductor portion above the melted portion C is connected to the electrode 113, the abnormal discharge continues.
[0011]
For this reason, the fusing progresses, and as shown in FIG. 5C, the discharge distance (r c ) extends to the D portion while the conductor portion above the C portion is melted.
When the discharge distance reaches the distance (r c ), the voltage necessary for continuing the abnormal discharge cannot be supplied, and the abnormal discharge is stopped.
In the process up to this point, the ballast and the like are often damaged due to a large current accompanying the abnormal discharge, and the outer tube 102 becomes high temperature due to the abnormal discharge, which may cause cracks and breakage.
[0012]
The present invention has been made in view of the above problems, and provides a metal halide lamp that is less likely to cause secondary damage due to abnormal discharge even when the arc tube container is damaged. Objective.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a metal halide lamp according to the present invention includes a ceramic arc tube composed of a main body portion and thin tube portions provided at both ends of the main body portion, and a pair of disposed in the main body portion. The electrode is connected to one end of the electrode and the other end is extended from the capillary tube, and is connected to one of the feeders, in proximity to or in contact with the arc tube. A metal halide lamp having a starting lead wire, wherein the starting lead wire is inserted with current interrupting means for cutting off a current flowing through the starting lead wire in a predetermined time when an abnormal discharge occurs. And
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<Configuration>
FIG. 1A and FIG. 1B are schematic views of a metal halide lamp 20 in the embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1A, the metal halide lamp 20 is a high-intensity discharge lamp with a rated power of 150 W, and includes a stem 1, an outer tube 2, stem wires 3a and 3b, power feeders 4a and 4b, , The arc tube 5, the circuit breaker 6, the starting conductor 7, the plate 8, the plate 9, the sleeve 10, the insulator 11, and the base 12.
[0015]
The stem 1 is a glass member that supports the stem wires 3a and 3b.
The outer tube 2 is made of hard glass or the like, and an inert gas such as nitrogen is sealed therein so as to have a pressure of 100 Pa at the time of lighting (about 300 ° C.), for example.
The base 12 is a two-pole terminal for connecting to a socket for a lighting fixture.
[0016]
One end of the stem wire 3 a is connected to one electrode terminal (not shown) inside the base 12, and the other end is welded to the power supply body 4 a through the stem 1.
One end of the stem wire 3b is connected to the other electrode terminal (not shown) inside the base 12, and the other end of the stem wire 3b is welded to the power feeder 4b.
The arc tube 5 is made of a translucent ceramic material such as alumina (thermal expansion coefficient 8.1 × 10 −6 ), and is provided at a cylindrical main tube portion 5a and at both ends of the main tube portion 5a. The cylindrical thin tube portions 5b and 5c have a small diameter.
[0017]
A predetermined metal halide, rare gas such as mercury, neon, and argon is sealed in the discharge space inside the main body 5a at a pressure of 13 kPa at room temperature, and a pair of electrodes (electrode 13 and electrode 14) are arranged to face each other. (See FIG. 3).
The electrode 13 and the electrode 14 are inserted into the above-described thin tube portions and sealed with a seal member in a state of being connected to the power feeding bodies 4a and 4b, respectively.
[0018]
The sleeve 10 is made of cylindrical quartz, and prevents the outer tube 2 from being damaged when the arc tube 5 is broken and the fragments are scattered around.
The plates 8 and 9 are made of a thin plate made of stainless steel, and support the sleeve 10 at a predetermined interval from the arc tube 5.
Further, the plates 8 and 9 have a plurality of claw portions 8a and 9a through which the power feeders 4a and 4b pass, respectively, and close to the inner wall of the outer tube 2 on the outer periphery.
[0019]
Here, since the rod-shaped power feeders 4 a and 4 b are inserted on the central axis in the longitudinal direction of the arc tube 5, the plates 8 and 9 are respectively connected to the power feeders 4 a and 4 b on the substantially central axis of the outer tube 2. Thus, the central axis of the arc tube 5 is guided almost on the central axis of the outer tube 2.
Further, the inside of the outer tube 2 is partitioned into three regions by the plates 8 and 9.
[0020]
If attention is paid to two regions not including the arc tube 5, the plates 8 and 9 block light emitted from the arc tube 5, that is, radiant heat.
Thereby, at the time of lighting, the temperature in the two regions is lower than that in the region including the arc tube 5.
Further, the plate 8a is provided with a hole 8b through which the starting conducting wire 7 passes, as shown in FIG. 1 (b).
[0021]
The insulator 11 is an insulating member inserted between the power supply body 4b in order to float the potential of the plate 9.
The starting lead wire 7 is a molybdenum wire having a wire diameter of 0.2 mm, one end is welded to the circuit breaker 6, wound around the thin tube portion 5b, and arranged so that the center is in contact with the outer periphery of the main tube portion 5a. The other end is wound around the narrow tube portion 5c in the vicinity of the electrode 14.
[0022]
In addition, since the feeders 4a and 4b are inserted in the thin tube portions 5b and 5c, respectively, it is difficult to change the shape even if the main tube portion 5a is broken. Therefore, the thin tube portions 5b and 5c are wound around the thin tube portions 5b and 5c. The starting lead wire 7 is also less likely to change its position even if the breakage occurs.
The circuit breaker 6 is a fuse having a current capacity of 0.5 A, and one end is welded to the power feeder 4 a and the other end is welded to the starting conductor 7.
[0023]
As a drive circuit for driving the metal halide lamp 20, a power supply circuit (not shown) for supplying electric power, a ballast for adjusting current (not shown), and an igniter (for applying a high voltage pulse at the start) (Not shown).
When switched on, the power supply circuit generates a sine wave voltage having a frequency of 60 Hz and a peak voltage of 325 V (+ V 1 , −V 1 ) as shown in FIG.
[0024]
The igniter is a circuit that operates by detecting that the lamp voltage is high. As shown in FIG. 2B, a peak voltage of 4500 V is superimposed by superimposing a high voltage pulse in the vicinity of the peak point of the sine wave. (+ V 0 , −V 0 ).
At the time of starting, no arc discharge is initially generated between the electrode 13 and the electrode 14 in the arc tube 5, but a slight discharge is generated in the vicinity of the starting conducting wire 7 and the electrode 14 by the superimposed high voltage pulse. Initial electrons are generated that trigger arc discharge between the electrodes.
<Operation>
FIG. 3A is a diagram illustrating an operation state of the metal halide lamp 20 at a normal time.
[0025]
At the start-up before the arc discharge is generated between the electrode 13 and the electrode 14, the electrons contributing to the discharge are very few in the main pipe portion 5a, and the impedance value between the electrode 13 and the electrode 14 takes a very large value. Even when a high voltage pulse (+ V 0 , −V 0 ) of 4500 V is applied between the electrode 13 and the electrode 14, dielectric breakdown hardly occurs.
On the other hand, when a high voltage pulse (+ V 0 , −V 0 ) is applied between the starting lead wire 7 and the electrode 14, it is spatially isolated by the ceramic thin tube portion 5 c, but it is used for starting. Since the potential gradient between the end of the conducting wire 7 and the electrode 14 becomes extremely large, a slight discharge is generated in the vicinity of the electrode 14.
[0026]
The current at the time of the slight discharge becomes an extremely small value from the above mechanism.
This fine discharge becomes initial electrons that trigger arc discharge, and arc discharge occurs between the electrode 13 and the electrode 14.
Once the arc discharge occurs, the main portion 5a is filled with electrons contributing to the discharge, the impedance between the electrode 13 and the electrode 14 is lowered, and the voltage between the two electrodes is lowered. Thus, the superposition of the high voltage pulse is stopped.
<When main section 5a is damaged>
Then, the case where the main pipe part 5a is damaged will be described.
[0027]
FIG. 3B is a diagram showing an operation state of the metal halide lamp 20 when the main pipe portion 5a is broken.
The main part 5a becomes a small pressure vessel having a high temperature and high pressure at the time of lighting, and may be damaged due to a crack in the main part 5a due to thermal fatigue.
[0028]
Along with this damage, rare gas such as metal halide, mercury, neon and argon flows out from the arc tube 5 into the outer tube 2.
Then, the main pipe portion 5a that insulates the adjacent starting lead wire 7 and the electrode 14 is damaged and dropped, whereby the starting lead wire 7 and the electrode 14 having a potential difference are exposed.
[0029]
At this time, the arc discharge between the electrode 13 and the electrode 14 disappears due to breakage of the main pipe portion 5a, and the lamp voltage rises. However, the igniter that detects the rise in the lamp voltage generates a high voltage pulse (+ V 0) to the sine wave voltage. , −V 0 ).
As a result, the dielectric breakdown occurs between the portion C of the starting conductor 7 that is closest to the electrode 14 and the electrode 14, and arc discharge occurs.
[0030]
In this case, since the vapor pressure of the outer tube which is the discharge space is low and the lamp voltage is low, the lamp current is generally larger than that during normal lighting.
Here, assuming that the lamp current during normal lighting is I L , the arc discharge is generated between the C portion of the starting conductor 7 and the electrode 14 by making the current capacity I H of the circuit breaker 6 smaller than I L. When this occurs, the current path to the starting conducting wire 7 is reliably interrupted, and arc discharge, that is, abnormal discharge is stopped.
[0031]
As described above, according to the present embodiment, in the metal halide lamp, even when the container of the arc tube 5, that is, the main tube portion 5 a is damaged, an arc is generated between the electrode 14 and the starting lead wire 7. When discharge, that is, abnormal discharge occurs, the current path is interrupted and no overcurrent flows, so that secondary damage to the ballast, the outer tube 2 and the like is prevented.
[0032]
In the present embodiment, the rated power of the metal halide lamp 20 is 150 W. However, the present invention is not limited to this, and any value in the range of 50 W to 400 W may be used as the rated power.
Further, in the present embodiment, the current capacity of the circuit breaker 6 and a 0.5A, not limited to this, when the lamp current in normal lighting and I L, than at least a current capacity I H I L Smaller is enough.
[0033]
Moreover, although the alternating current voltage is applied to the metal halide lamp 20 of the present invention, a direct current voltage may be applied.
In the present embodiment, the starting lead wire 7 is disposed so as to be in contact with the outer periphery of the arc tube 5, but may be close to the arc tube 5 without being in contact with the outer periphery.
In addition, the inventors require several minutes until the conventional starting lead wire 107 extends to the D portion as shown in FIG. 5C until the discharge distance (r c ) of the abnormal discharge is extended. Pay attention to the fact that overcurrent flowed in the vessel, the outer tube 2 was hot, and secondary damage had occurred, and if this abnormal discharge occurred within 10 seconds, there was a functional problem with the ballast. It was found that neither the outer tube 2 nor the outer tube 2 was damaged.
[0034]
Therefore, when an arc discharge occurs between the starting lead wire 7 and the electrode 14, the starting lead wire 7 is actively blown, that is, the fusing is advanced to D part in FIG. 5C within 10 seconds. The abnormal discharge may be terminated.
That is, it is not necessary to arrange the circuit breaker 6 and the starting lead wire 7 independently, and the starting lead wire 7 can also have the function of the circuit breaker 6 to simplify the structure.
[0035]
In that case, the degree of fusing can be adjusted by adjusting the material and wire diameter size of the starting conducting wire 7.
In the present embodiment, the starting lead wire 7 is a molybdenum wire having a wire diameter of 0.2 mm. However, the present invention is not limited to this, and particularly when the starting lead wire 7 itself is used as the circuit breaker 6. The conductive material and the wire diameter having the characteristics necessary for exhibiting the function of cutting off by fusing are sufficient.
[0036]
Moreover, the structure of an electrode and a power feeding body may differ from the said embodiment, for example, a single member may be sufficient as an electrode and a power feeding body.
[0037]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, the metal halide lamp according to the present invention includes a ceramic arc tube composed of a main body portion and thin tube portions provided at both ends of the main body portion, and a pair of disposed in the main body portion. The electrode is connected to one end of the electrode and the other end is extended from the capillary tube, and is connected to one of the feeders, in proximity to or in contact with the arc tube. A metal halide lamp having a starting lead wire, wherein the starting lead wire is inserted with current interrupting means for cutting off a current flowing through the starting lead wire in a predetermined time when an abnormal discharge occurs. And
[0038]
If the predetermined time is short enough not to cause secondary damage due to abnormal discharge, this prevents secondary damage due to abnormal discharge.
The predetermined time may be within 10 seconds.
Thereby, generation | occurrence | production of the secondary damage by abnormal discharge is prevented.
In other words, the occurrence of abnormal discharge within 10 seconds does not cause damage to the ballast or the outer tube, and secondary damage due to abnormal discharge is prevented from occurring.
[0039]
The predetermined time may be within 1 second.
Thereby, occurrence of secondary damage due to abnormal discharge can be prevented more reliably .
[0040]
The current interrupting means may be the starting lead wire itself.
Thereby, the occurrence of secondary damage due to abnormal discharge is prevented without requiring a complicated structure.
That is, the occurrence of secondary damage such as ballast and outer tube is prevented.
Further, the starting conducting wire may progress to fusing to a discharge distance at which abnormal discharge cannot be continued by the predetermined time.
[0041]
As a result, the abnormal discharge is completed in such a short time that secondary damage does not occur, and secondary damage is prevented from occurring.
The starting lead wire may be made of a metal selected from molybdenum, tungsten, niobium, and iron, or an alloy containing a metal selected from these metals.
[0042]
Thereby, the freedom degree of design of the conducting wire for starting which serves as an electric current interruption means expands.
The starting conducting wire may be made of a molybdenum wire having a diameter of 0.2 mm or less.
Thus, the starting lead wire diameter can be blown before the abnormal discharge occurs .
[0043]
In addition, the other end of the starting lead wire may be wound around the arc tube portion that is difficult to change in shape even when the arc tube is damaged.
[0044]
Thereby, the change of the space | interval of the conducting wire for starting and the 2nd electrode is suppressed at the time of the failure | damage of an arc tube.
That is, since the discharge distance affects the discharge state of the abnormal discharge, the deviation between the design parameter considered in performing the interruption and the actual parameter can be reduced, and the abnormal discharge can be more reliably performed. Occurrence is prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a schematic view (side view) of a metal halide lamp according to an embodiment of the present invention.
(B) is the schematic (top view) of the metal halide lamp in embodiment of this invention.
FIG. 2A is a diagram showing a voltage waveform applied between two electrodes in the arc tube in a steady state.
(B) is a figure which shows the voltage waveform applied between two electrodes in an arc_tube | light_emitting_tube at the time of starting.
FIG. 3 (a) is a diagram illustrating an operation state when the metal halide lamp according to the present embodiment is normal.
(B) is a figure which shows the operation | movement condition at the time of the main-tube part failure | damage of the metal halide lamp in this Embodiment.
FIG. 4 is a schematic view of a conventional metal halide lamp.
FIG. 5A is a diagram showing a state of a conventional metal halide lamp in a normal state.
(B) is a figure which shows the condition at the time of the main part failure of the conventional metal halide lamp.
(C) is a figure which shows the condition in the end stage at the time of the main part damage of the conventional metal halide lamp.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stem 2 Outer pipe | tube 3a, 3b Stem wire 4a, 4b Feeder 5 Light emission pipe 5a Main pipe part 5b, 5c Narrow pipe part 6 Circuit breaker 7 Starting lead wire 8, 9 Plate 8b Hole 8a, 9a Claw part 10 Sleeve 11 Insulator 12 Base 13, 14 Electrode 20 Metal halide lamp

Claims (5)

本体部及び当該本体部の両端それぞれに設けられた細管部からなるセラミック製の発光管と、前記本体部内に配置される一対の電極と、一端部に前記電極が接続され、かつ、他端部が前記細管部から延出されている給電体と、前記給電体の一方に接続しており、前記発光管に近接又は接触している始動用導線とを有するメタルハライドランプであって、
前記始動用導線は、当該始動用導線と前記一対の電極のいずれか一方との間で異常放電が生じた場合、10秒以内に前記異常放電が継続できない放電距離まで溶断が進行することにより、前記異常放電停止させることを特徴とするメタルハライドランプ。
A ceramic arc tube composed of a main body part and thin tube parts provided at both ends of the main body part, a pair of electrodes arranged in the main body part, the electrode connected to one end part, and the other end part A metal halide lamp having a power supply extending from the narrow tube portion and a starting lead wire connected to one of the power supply bodies and in proximity to or in contact with the arc tube,
The starting wire is, if the abnormal discharge occurs between the one of the said starting wire of the pair of electrodes, by blowing progresses to discharge distance in which the abnormal discharge can not be continued within 10 seconds , a metal halide lamp, wherein Rukoto to stop the abnormal discharge.
さらに、前記溶断は、前記異常放電が生じてから1秒以内に起こることを特徴とする請求項記載のメタルハライドランプ。Additionally, the blown of claim 1, wherein a metal halide lamp, characterized in that occur within one second after the abnormal discharge occurs. 前記始動用導線は、モリブデン、タングステン、ニオブ、鉄の中から選ばれる金属、又は、これらの中から選出された金属を含む合金からなることを特徴とする請求項記載のメタルハライドランプ。 3. The metal halide lamp according to claim 2 , wherein the starting lead wire is made of a metal selected from molybdenum, tungsten, niobium, and iron, or an alloy containing a metal selected from these metals. 前記始動用導線は、直径0.2mm以下のモリブデン線からなることを特徴とする請求項記載のメタルハライドランプ。4. The metal halide lamp according to claim 3 , wherein the starting lead wire is made of a molybdenum wire having a diameter of 0.2 mm or less. 前記始動用導線の一端は、前記発光管が破損した場合であっても、形状変化を伴い難い前記発光管部分に巻きつけられていることを特徴とする請求項1からのいずれかに記載のメタルハライドランプ。One end of the starting wire, even if the arc tube is broken, according to claims 1, characterized in that is wound on the luminous bulb portion is difficult with a shape change to one of the 4 Metal halide lamp.
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