JPH03285293A

JPH03285293A - 金属蒸気放電灯

Info

Publication number: JPH03285293A
Application number: JP8787290A
Authority: JP
Inventors: Takenobu Iida; 飯田　武伸; Shunichi Sasaki; 俊一佐々木
Original assignee: Iwasaki Electric Co Ltd
Current assignee: Iwasaki Electric Co Ltd
Priority date: 1990-04-02
Filing date: 1990-04-02
Publication date: 1991-12-16
Anticipated expiration: 2009-06-08
Also published as: JPH0644517B2

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、特にその始動装置の改良に関
する。

［従来の技術］高圧ナトリウムランプ等の金属蒸気放電灯は、その始動
時に高い放電開始電圧が必要となるため、従来より各種
の放電灯始動装置が用いられている。

第８図に従来装置の回路構成の一例を示す。

まず、電源１０に安定器１９を介して発光管１２が接続
され、該発光管１２と並列にバイメタルスイッチのごと
きサーマルスイッチ１４と非線形セラミックコンデンサ
（以下、「ＦＥＣ」という）１６の直列回路が接続され
ている。前記サーマルスイッチ１４は常温閉であり、高
温になるとＯＦＦ作動するものである。

そして、前記発光管１２のほぼ全長にわたって該発光管
の外壁表面に接触させた始動補助導体１８が設けられて
いる。該始動補助導体１８の一端１８ａは開放されてお
り、他端１８ｂはサーマルスイッチ１４とＦＥＣ１６と
の中点に接続されている。２５はランプ外球である。

このランプを点灯する際（始動時）は、電源１０より電
流が供給され、常温閉であるサーマルスイッチ１４を介
し、ＦＥＣ１６へ電荷が蓄積され、該ＦＥＣ１６の発振
により高いパルス電圧が発生し、これが電源電圧ととも
に発光管に加わり発光管１２内での放電を開始させる。

そして、発光管１２が点灯し、サーマルスイッチ１４が
ＯＦＦ作動すると、ＦＥＣ１６の発振も停止し、ランプ
は通常の点灯動作を維持する。

なお、サーマルスイッチ１４とＦＥＣ１６の中点にその
一端１８ｂを接続されている始動補助導体１８は、発光
管１２（多結晶アルミナ管で構成されている）の外壁よ
り管内に電界を与え、始動電圧を低下させる効果があり
、ランプ始動時の発光管１２内の放電を補助するもので
ある。

第９図に他の従来例を示す。これは、第８図に示す従来
例におけるサーマルスイッチ１４のかわりに、始動補助
導体１８の両端にそれぞれサーマルスイッチ１４ａ、１
４ｂを設け、ランプ始動後に始動補助導体１８を電気回
路から完全に切り離してしまうものである。始動補助導
体１８の一端のサーマルスイッチ１４ａは電源１０と直
列に接続される。また、他端のサーマルスイッチ１４ｂ
はＦＥＣ１６と接続される常温閉のスイッチである。従
って、ランプ点灯中（安定時）には温度が上昇するので
、サーマルスイッチ１４ａ、１４ｂがＯＦＦ作動し、始
動補助導体１８への回路が遮断される。また、この従来
例ではサーマルスイッチ１４ａ、１４ｂ及びＦＥＣ１６
と直列に半導体スイッチ３０を接続し、該半導体スイッ
チ３０と並列に抵抗１５を接続している。該抵抗１５は
スイッチングの位相を安定化させるものである。

ところが、第８図及び第９図にかかる従来装置では、発
光管１２の点灯中に始動補助導体１８が発光管１２と密
着したままであるので該密着部が高温となり、しかも始
動補助導体１８に若干の電位がかかるため、発光管１２
内部のナトリウムが発光管壁を通して外部にリークした
り、発光管外壁が温度ムラによりクラックするという問
題がある。

特に、第８図に示す従来例の場合には、ランプ点灯中に
ＦＥＣ１６を介して若干の電位が発光管１２の管壁に与
えられることにより、動作温度の高いランプにおいては
殊更ナトリウムロスを伴うため高ワツトのランプには使
用不可能であった。

さらに、発光管１２の管壁が高温になると、該管壁の絶
縁抵抗が低下して発光管内のアーク放電柱とＦＥＣ１６
とをあたかも抵抗体を介して電気的、に接続した状態と
なり、ＦＥＣ１６に高電位が加わるため、メタライズ膜
電極の銀がマイグレーションを生じ、パルス電圧の低下
、さらにはＦＥＣ１Ｇ自体の早期劣化を招くこともあっ
た。

また、第９図に示す従来例の場合、始動補助導体１８の
電気回路が遮断されるものの、発光管１２内部のアーク
電位が管壁からリークして始動補助導体１８に印加され
るため、やはりナトリウムロスの問題を伴う。のみなら
ず、始動補助導体１８両端のサーマルスイッチ１４　ａ
、　　１４　ｂはその接点圧の調整が困難であるばかり
でなく、外球の小さいランプではサーマルスイッチを設
置するスペースが狭く組立作業が煩雑で実用的とは言え
ない。

そこで、第８図、第９図に示す装置の始動補助導体の少
なくとも一端にバイメタルのごとき熱応動片を設け、そ
の非補助導体側を支柱に溶接固定する。そして、ランプ
点灯中は、発熱による温度上昇を利用して、発光管の外
壁より始動補助導体が離れるように前記熱応動片を接点
圧調整するという構造が考えられた（特公昭６３−１７
５４４６５号公報）。

この結果、発光管内部のナトリウムのリーク、発光管外
壁のクラック等を生じにくくなる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、前述したような熱応動片を設けた従来装置で
は１．ランプ点灯中は始動補助導体が熱応動片により良
好に離隔されるが、ランプを−旦消灯して再始動する際
に、始動補助導体が発光管の外壁に密着するのが、ＦＥ
Ｃのパルス発生開始よりも遅れてしまうことがあった。

このため、始動補助導体による点灯補助が行われない状
態で、ＦＥＣのパルス発生が行われてしまい、ＦＥＣの
早期劣化を招く要因となるという課題があった。また、
始動補助導体が発光管の外壁に密着するのを、ＦＥＣの
パルス発生開始より早くしても、ＦＥＣの動作時温度が
該ＦＥＣのキューリー点温度以下でないと、ランプを確
実に始動・再始動させられるパルスが得られないという
課題もあった。

本発明は、前記従来技術の課題に鑑み為されたものであ
り、その目的はランプ点灯中（安定時）は始動補助導体
が確実に離隔されて発光管のナトリウムロスやクラック
発生を防ぎ、ランプ再始動時には始動補助導体による点
灯補助が行われる状態でＦＥＣが発振を開始し、しかも
ＦＥＣはそのキューリー点温度以下の温度で動作するよ
うにして確実に始動・再始動させることができる金属蒸
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ために本発明にかかる金属蒸気放電
灯は、始動補助導体の少なくとも一端に熱応動片を設け
ている。そして、該熱応動片は、ランプ再始動時に、サ
ーマルスイッチがＯＮ作動する前に前記始動補助導体を
発光管外壁に密着させるように構成しである。また、始
動器を構成するＦＥＣはそのキューリー点温度以下の温
度で動作するようにしであることを特徴とする。

［作用コ本発明にかかる金属蒸気放電灯は前述した手段を有する
ので、ランプ点灯中は熱応動片が、外部補助導体と発光
管とを離隔させ非接触状態とするため、ナトリウムロス
あるいは発光管外壁のクラック等を確実に排除すること
ができる。

そして、始動器を構成するＦＥＣは該ＦＥＣのキューリ
ー点温度以下の温度で動作し、かつランプ再始動時には
、前記始動器を電源に接続するサーマルスイッチがＯＮ
作動する前に、前記熱応動片により始動補助導体が発光
管に密着した状態となるので、ＦＥＣの発振するパルス
を効率よく生かすことができ、ランプの確実な再始動が
可能となる。

［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。

第」１０１例第１図は、本発明の一実施例にかかる金属蒸気放電灯の
回路図、第２図は発光管マウント図である。なお、前記
従来技術と対応する部分には符号１００を加えて示し、
その説明を省略する。

両図より明らかなように、本実施例装置は始動補助導体
１１８の両端に熱応動片１２０ａ、１２ｏｂを備えてい
る。該熱応動片１２０ａ、１２０ｂは第２図のようにそ
れぞれ一端が支柱１２２に溶接固定されている。そして
、本実施例装置は、サーマルスイッチ１１４を介して電
源１１０に接続されたＦＥＣ１１６が始動器を構成して
いる。

第２図において、１２４は過電流防止用のフユーズ機能
をもったタングステンコイル、１２６はサーマルスイッ
チ１１４等を設置した絶縁板、１２８ａ、１２８ｂはラ
ンプ口金を介して電源に接続されるリード線である。ま
た、発光管１１２は１１０Ｗの高圧ナトリウムランプで
ある。

本実施例では、ＦＥＣ１１６として、チタン酸バリウム
（ＢａＴｉＯｓ）を主成分とし、前記ＢａＴｉ０１のバ
リウム（Ｂ　ａ）をストロンチウム（Ｓ　ｒ）で置換し
、チタン（Ｔｉ）の一部をジルコニウム（Ｚ　ｒ）とハ
フニウム（Ｈｆ）で置換し、かつマンガン（Ｍｎ）とク
ロム（Ｃｒ）の鉱化剤を加えた粉末をプレス成形・焼成
した直径１５．５ａｔ＋ｎ、厚さ０．６５ｍｍの基板を
用いた。そして、該基板の両面に直径１４　、５ｍｍの
銀のメタライズを与えて電極としたうえ、該電極の取出
し端子部分を除いてガラスのオーバーコートを施し、リ
ード端子を設けている（米国特許４，８０７，０８５号
参照）。

ところで、本発明装置の始動にはＦＥＣ１１６の良好な
パルス発生が不可欠であるが、第３図に１２５Ｗの水銀
ランプ用安定器と組み合わせた場合のＦＥＣ１１６の温
度変化によるパルス発生電圧を示した。同図より、該Ｆ
ＥＣ１１６のパルス電圧■、は約６５℃以下の温度範囲
において良好であると言える。

また、第４図に温度変化によるＦＥＣＯ比誘電率特性を
示す。ランプ始動時、ＦＥＣ１１６には良好な非線形特
性が要求されるが、同図によると、この場合キューリー
点（Ｔ、、＝９０℃）以下が強誘電性領域であり、非線
形特性が得られる。特に、第３変態点（Ｔｍ−＊＝５５
℃）以下では第５図に示すように、良好なＰ（分極）−
Ｅ（電界）ヒステリシス特性を有することから、電圧の
変化に対し大きな電流変化をもたらすためにＶｐ＝　　
Ｌｄｉ／ｄｔ　（Ｌ　：インダクタンス、ｉ：電流、ｔ
：時間）で決まる高いパルス電圧が得られるものである
。

第３図の温度−パルス電圧特性と併せ考慮すれば、約６
５℃以下でＦＥＣを動作させるのが実用的といえるが、
それほど高いパルス電圧を必要としない場合は、ＦＥＣ
のキューリー点温度以下の温度でＦＥＣを動作させても
よい。本実施例においてはＦＥｃ１１６が約６５℃以下
となってサーマルスイッチ１１４がＯＮ作動するように
調整している。

次に、本実施例にかかる金属蒸気放電灯の作用について
説明する。

まず、ランプ始動時、サーマルスイッチ１１４がＯＮ作
動していることによりＦＥＣ１１６に高電圧が印加され
、該ＦＥＣ１１６よりパルスが発生し、ランプを点灯さ
せる。

ランプが一旦点灯すれば、発光管１１２の熱によりサー
マルスイッチ１１４がＯＦＦ作動し、始動器を構成する
ＦＥＣ１１６を電源１１０がら切り離す。また、熱応動
片１２０ａ、１２０ｂも作動して第１図中鎖線で示すよ
うに始動補助導体１１８を発光管１１２の外壁から離隔
させる。

そして、ランプを一旦消灯して再始動する時は、前記サ
ーマルスイッチ１１４が発光管１１２の温度低下に伴い
ＯＮ作動し、再びＦＥＣ１１６がパルス発生を行なう。

ところで、ランプが点灯した後、サーマルスイッチ１１
４がＯＦＦ作動するのは、ＦＥＣＩ　１６のキューリー
温度以下が望ましい。なぜならば、キューリー温度を越
えてさらにＦＥＣ１１６に電界が印加されると、ＦＥＣ
１１６の損失（ｔａｎδ）が増加し、ＦＥＣ１１６の劣
化を招きパルス電圧が著しく低下するので、ランプの始
動不良を起こす場合があるからである。このように、サ
ーマルスイッチ１１４をＦＥＣ１１６のキューリー温度
以下でＯＦＦ作動させることは、ランプの再始動時にサ
ーマルスイッチ１１４のＯＮ作動がキューリー温度以下
になることにもつながる。

そして、ランプを再始動する際はＦＥＣ１１６がパルス
を発生し始める前（サーマルスイッチ１１４がＯＮ作動
する前）に始動補助導体１１８を発光管１１２に密着さ
せておかなければならない。

ソコテ、熱応動片１２０ａ、１２０ｂはサーマルスイッ
チ１１４のＯＮ作動より早く発光管１１２に密着させる
べく、本実施例においてはＦＥＣ１１６がキューリー点
温度に冷却するまでの時点で、始動補助導体１１８が発
光管１１２に接触するように設定した。

以上のように構成したランプを１２５Ｗの水銀ランプで
定格点灯したところ、まず始動後約２分でサーマルスイ
ッチ１１４がＯＦＦ作動し、始動補助導体１１８が発光
管１１２より離れた。

そして、十分に点灯した後で電源を切り、すぐに再投入
すると、約５分後に始動補助導体１１８は発光管１１２
に密着し、約１２分後にサーマルスイッチ１１４がＯＮ
作動した。この時、ＦＥｃ１１６の温度は６５℃であり
キューリー温度以下であるので、ＦＥＣ１１６は良好に
パルスを発生しており、ランプの確実な再始動が実現で
きた。

！ｌ叉施別次に、第６図に基づき本発明の第２実施例を説明する。

なお、前記第１実施例と対応する部分には符号１００を
加えて付し、その説明を省略する。

本実施例では、第１実施例装置の熱応動片２２０を片側
（口金側）１カ所にのみ設けたものである。この場合、
始動補助導体２１８には高融点金属のコイル状のものが
使用される。

本実施例の作用は、前記第１実施例と同様であった。

策１大施扁本実施例は、第７図に示すごとく、始動器に該当する部
分としてサーマルスイッチ３１４．ＦＥＣ３１６及びラ
ンプ口金内に内蔵した半導体スイッチ３３０の直列回路
を設け、半導体スイッチ３３０と並列に抵抗３１５を接
続した。

発光管３１２は４００Ｗの高圧ナトリウムランプである
。半導体スイッチ８８０と並列に接続された抵抗３１５
はスイッチングの位相を安定化させるものである。

本実施例においても、前述した第１実施例と同様の効果
を得ることができた。

［発明の効果］以上説明したように、本発明にかかる金属蒸気放電灯に
よれば、ランプ点灯中は熱応動片が外部補助電極を発光
管から確実に離すので、発光管外壁のクラックやナトリ
ウムのリークを防止できる。

そして、ＦＥＣはキューリー点温度以下で動作し、ラン
プ再始動時は、サーマルスイッチがＯＮ作動する前に熱
応動片によって始動補助導体が発光管に密着するので、
確実な始動・再始動を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例の回路図、第２図は、第
１実施例の発光管マウント図、第３図は、１２５Ｗの水
銀ランプ用安定器と組み合わせた場合のＦＥＣの温度変
化によるパルス発生電圧を示す説明図、第４図は、温度変化によるＦＥＣの比誘電率特性を示す
説明図、第５図にＦＥＣのヒステリシス特性を示す説明図、第６図は、本発明の第２実施例を示すマウント図、第７図は、本発明の第３実施例を示すマウント図、第８図は、第１の従来例の回路図、第９図は、第２の従来例の回路図である。１２、　１１２．　２１２．　３１２・・・発光管、１４．１４ａ、１４ｂ、１１４，２１４，３１４・・・
サーマルスイッチ、１６．１１６，２１６，３１６・・・ＦＥＣ。１８．１１８，２１８，３１８・・・始動補助導体、１２０ａ、１２０ｂ、２２０゜３２０ａ、３２０ｂ・・・熱応動片。第１図１１２：発光管ｉ１５：ＦＥＣ１１８：外部補助導体１２０；熱応動片

Claims

【特許請求の範囲】

（１）発光管と並列に非線形セラミックコンデンサを含
む始動器と該始動器を電源に対して接続・切離しするサ
ーマルスイッチとの直列回路を接続するとともに、前記
発光管の外壁に始動補助導体を熱応動片によって密着・
離隔可能に設置してなる金属蒸気放電灯において、前記サーマルスイッチは、非線形セラミックコンデンサ
のキューリー点温度より低い温度で開閉動作し、また、前記熱応動片は、ランプ再始動時において前記サ
ーマルスイッチがＯＮ作動する前に前記始動補助導体を
発光管に密着させるように構成されていることを特徴と
する金属蒸気放電灯。