JPH03134997A - 金属蒸気放電灯 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は金属蒸気放電灯、特に始動回路を内蔵［従来の
技術］ 金属蒸気放電灯、例えば高圧ナトリウムランプは高い発
光効率と良好な演色性を呈するため、スポーツ、商業施
設等の照明分野に広く用いられている。

ところで、この高圧ナトリウムランプは商用電源電圧で
始動させることは困難であるため、例えば第１図に示す
ような構成の始動装置が使用されていた。

第１図に示す始動装置は、交流電源１０に発光管１２が
チョークコイル１４を介して接続されている。

そして、前記発光管１２と並列にスイッチ１６及びグロ
ースタータ１８よりなる直列回路が接続されている。

このようなグロースタータを内蔵した金属蒸気放電灯で
は、電源電圧が１００〜１３０Ｖの場合、放電灯の始動
が困難であるという課題があった。

即ち、パルスのピーク電圧は充分に高く発光管１２の放
電破壊は生ずるが、パルス幅（エネルギー）が小さく、
且つ二次開放電圧（Ｏｐｅｎ　ＣｉｒｃｕｉｔＶｏｌｔ
ａｇｅ＝Ｏ０Ｃ，Ｖ、　）が１００〜１３０Ｖと低いた
めに安定したアーク放電への移行が困難な為である。

そこで、従来においても第２図に示すような金属蒸気放
電灯が開発されていた。

同図に示す放電灯においては、始動回路としてスイッチ
１６、非線形コンデンサ２０及び双方向性サイリスタ２
２よりなる直列回路が発光管１２と並列的に接続されて
構成される。

このように非線形コンデンサを用いた始動回路によれば
、完全に位相制御されたパルスを発生させることができ
、しかもそのパルスエネルギーが大きいので、ランプの
始動時に持続したアーク放電に移行させることができる
為、ランプを始動させるのに無駄なパルスが発生しない
という利点を有する。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、前記第２図に示したような始動回路を内蔵し
た金属蒸気放電灯においても、Ｏ，Ｃ。

■　が１００〜１３０Ｖの場合、一般的な２００〜２４
０ｖに比べてブースト電圧が低い。この為、発光管が安
定したアーク放電を生じない場合があるという課題があ
った。

本発明は前記従来技術の課題に鑑みなされたものであり
、その目的は１００〜１３０ＶのＯ，Ｃ。

■、であっても常に安定したアーク放電を起こさせるこ
とのできる金属蒸気放電灯を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成する為に本発明に係る金属蒸気放電灯は
、非線形コンデンサと半導体スイッチと熱応動スイッチ
の直列回路が内蔵されている。

そして、前記の非線形コンデンサの厚みは０゜４５〜０
．８ｍｍであり、半導体スイッチのブレークオーバー電
圧は６０〜１００Ｖであり、熱応動スイッチのオープン
時間を３０秒以」二とすることを特徴とする。

［作用］ 本発明に係る金属蒸気放電灯は前述したように非線形コ
ンデンサの厚みが０．４５〜０．８ｍｍ。

半導体スイッチのブレークオーバー電圧が６０〜１００
Ｖであるので、発光管の放電破壊を確実に生じると共に
、定格電圧の一１０％での点灯が可能となる。

また、熱応動スイッチのオープン時間が３０秒以上であ
るので、発光管の寸法が長い場合或いはキセノン圧が高
い場合にも確実な始動をおこなうことができる。

［実施例コ 以下、図面に基づき本発明の好適な実施例を説明する。

本発明において特徴的なことは、ＦＥＣの厚みを０．４
５〜０．８ｍｍ、半導体スイッチのブレークオーバー電
圧を６０〜１００Ｖに選定し、熱応動スイッチのオープ
ン時間を３０秒以上に選択したことである。

一般に、パルス発生電源電圧は定格電圧に対して一１０
％以下であることが要求される。

このパルス発生電源電圧はＦＥＣの抗電圧（ＥＣ）とＳ
ＳＳ　（半導体スイッチ）のブレークオーバー電圧（Ｖ
ＢＯ）を加算したものからなり、前記抗電圧ＥｃはＦＥ
Ｃの厚みから決定される。

第３図にはＦＥＣの厚みと抗電圧Ｅｃとの関係が示され
ている。

また、次の表−１はＦＥＣのメタライズ電極径１２．５
ｍｍを一定にして、厚みとＳＳＳのＶＢ。

の違いを組合わせた時のパルスのピーク電圧とランプの
始動性を示したものである。

（以下余白） 前記表−１から明らかなように、ＳＳＳのブレークオー
バー電圧Ｖｌ、Ｏが５５Ｖになると、ＦＥＣの０．４５
ｍｍ厚のものと組合わせても、パルス電圧が低い為発光
管の放電破壊が生じないものもある。

又、０．８５ｍｍ厚のＦＥＣを用い、ＳＳＳのＶＢＯを
１００Ｖに選定した場合には、常温のランプ始動電圧は
満足するが、−２０度の雰囲気では約１２Ｖ程度高くな
る。

一般に定格電圧の一１０％で点灯する必要がある為、１
２０ｖ電源に対しては１０８ｖで点灯する必要がある。

しかしながら前記−２０度の雰囲気下ではランプ始動電
圧が１１２■となってしまい、１２０Ｖ電源に対して１
０８ｖをクリアできない。

一方、ＦＥＣの厚みを薄くすると一般にはパルス電圧が
高くとれるが、耐圧が低くなり、且つ０゜４５ｍｍ以下
になると、ランプの始動時の異常な機械的振動で基盤が
破損する恐れがあり、厚み限界は０．４５〜０．８ｍｍ
となる。また、ＳＳＳのＶＢＯは６０〜１００Ｖである
必要がある。

また、発光管の放電破壊から完全に持続したアーク放電
になるまでの時間（始動開始時間）は、安定器の構造、
電極の構造、発光管の寸法、キセノン圧等によって変化
する。通常、安定器は５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ用に設計さ
れており、パルスの周波数である１０〜５０ＫＨｚにお
ける損失も異なる。

この結果、損失の大きなものになると発生するパルスの
エネルギーが下がり始動開始時間が長くなる。

又、電極の構造は一般的にはタングステン線をコイル状
にしたものをタングステン心棒に装着したもので、各種
火きさのものが存在する。また、タングステン粉末と電
子放射物質粉末を混合してタングステン心棒とプレス成
型し焼成した焼結型電極もある。

ところで、ランプの寿命から考えると、電極が大きくな
るにしたがって長寿命化する。これは、電子放射物質の
充填量が増え、動作温度が下げられる為、電子放射物質
のスパッター及び基体金属（タングステン）の蒸発も抑
えることができる為である。

ただし、必要以上に電極を大型化すると、電極温度が下
がりすぎ陽光中のロスも増える為不安定な動作となる。

また、電子放射物質量の多い焼結型電極はコイル型電極
よりも優れている。

このような電極構造とランプの動作の傾向に反して、ラ
ンプの始動性（始動開始時間を短縮する）は、電極の寸
法が小さいほど良好であり、焼結型よりコイル型の方が
良好である。

この状態は次の表−２にも示されている。

表−２は電極の大きさと始動開始時間を示す。

（以下余白） 　９ ０− １１ 上記表−２から明らかなように、発光管の寸法は長くな
り電極が大型になればなるほど始動開始時間が長くなる
。又、キセノン圧も高くなると始動開始時間が長くなる
。

更に、この始動開始時間中はコンスタントなパルスが必
要であり、パルスが発生しないと点灯し得ない。

このパルス発生時間を制御するのが熱応動スイッチで、
その熱応動スイッチのオーブン時間は少なくとも３０秒
必要である。

以上の条件を満たす金属蒸気放電灯を次の様に作成した
。

ＦＥＣ：外径１３．５ｍｍ　　厚み０．６５ｍｍメタラ
イズ径１２．５ｍｍ ５　Ｓ　Ｓ　：　Ｖｎｏ−８０Ｖ 発光管：３５Ｗ／ＬＶ　　Ｘｅ圧２０ｔｏｒｒ焼結形電
極、外部補助電極を備える。

抵抗２４：抵抗値Ｒｓ　：　３０にΩ 前記ＳＳＳは口金内に、その他の部品は外球内に設置し
、熱応動スイッチのオーブン時間は３０１２ 秒置上にし、接点圧２０ｇとした。

そして、１００Ｖ−３５Ｗ／ＬＶ−５０Ｈｚのチョーク
型安定器を使用して、電源電圧９０Ｖで点灯したところ
、全て３０秒以内に安定したアーク放電となり、正常に
点灯しその後熱応動スイッチがオープンとなった。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明に係る金属蒸気放電灯によ
れば、ＦＥＣの厚みを０．４５〜０．８ｍｍ、半導体ス
イッチのブレークオーバー電圧を６０〜１００Ｖ、熱応
動スイッチのオーブン時間を３０秒以上としたので、安
定したアーク放電を確実におこなわせることが可能とな
る。

開園である。

１０・・・交流電源 １２・・・発光管 １６・・・熱応動スイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）非線形コンデンサと半導体スイッチと熱応動スイ
   ッチの直列回路を内蔵した金属蒸気放電灯において、 前記非線形コンデンサの厚みを０．４５〜０．８ｍｍと
   し、 半導体スイッチのブレークオーバー電圧を６０〜１００
   Ｖとし、 熱応動スイッチのオープン時間を３０秒以上とし、 電源電圧が１００〜１３０Ｖであることを特徴とする金
   属蒸気放電灯。