JPS5994360A - 高圧放電装置 - 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】 本発明は高圧放電装置、特に小形で再始動特性が改善さ
れ、白熱電球に代替できる高圧放電装置に関するもので
ある。

従来、１０００６ｍから２０００１ｍ程度の光束の屋内
用特に店舗や家庭用の光源として白熱電球と蛍光ラング
が主に用いられている。ところが、白熱電球は効率が低
くて寿命が短かく、蛍光ランプは形状が太きくでコンパ
クト化がむずかしいという欠点がある。このため、コン
パクトで高効率の高圧放電装置を上記用途に用いること
が考えられる。

この高圧放電装置を高圧水銀ランプを例にして説明する
。第１図は従来の高圧水銀ランプを示し、１は石英ガラ
ス製の発光管で、両端に一対の主電極２ａ　、２ｂを存
するとともに主電極２ａの近傍に補助電極３を有し、内
部には発光金属としての水銀と始動用希ガスとしてのア
ルゴンを適量封入されている。主電極２ａはモリブデン
箔４ａ、リード５ａおよびステム６に固定されたステム
リード７ａを介して口金８の一方の端子と接続され、主
電極２ｂはモリブデン箔４ｂ、リード５ｂ、支持枠９お
よびステムリード７ｂを介して口金８の他方の端子と接
続される。口金８は安定器を介して電源に接続されるの
で、結局主電極２ａ　、　２ｂは安定器を介して電源に
接続される。又、補助電極３はモリブデン箔１ｏ、リー
ド１１および抵抗体１２を介して支持枠９に接続され、
結局補助電極３は抵抗体１２を介して補助電極２ｂと接
続される。尚、抵抗体１２の抵抗値は帆ＩＫΩ〜１００
にΩである。１３は上記各部材を収納する外管で、ステ
ム６と口金８とに固定され、その内表面には蛍光体２７
が塗布されるとともに内部には不活性ガス例えば窒素が
封入される。

上記の高圧水銀ランプにおいては、安定器を介して電圧
が印加されると、主電極２ａと補助電極３との間で補助
放電が開始され、これによって多量の荷電粒子が作られ
るので主電極２ａ　、２ｂ間の放電開始電圧が低下して
印加電圧以下となジ、主放電が開始される。この主放電
の熱によって発光管１が加熱され、やがて発光管１内の
水銀が全部蒸発する。そして、蒸発水銀が放電空間で励
起され、可視光や紫外線を放射し、紫外線は外管１３内
面の蛍光体を励起して可視光を発生させ、結局これらの
可視光が照明に利用される。

しかるに、このような高圧水銀ランプを白熱電球の代シ
に用いようとすると、口金８部分に安定器を内蔵させる
必要がある。この場合、高圧水銀ランプは点灯後−たん
消灯すると、すぐに電圧を印加しても放電開始が遅れ、
再び点灯するまでに時間がかかる。即ち、消灯後の主電
極２ａ　、　２ｂ間の放電開始電圧の最大値は例えば約
４０００Ｖであシ、電源電圧が２００■の場合には再び
放電開始（再始動という。）するまでには約４分間を必
要とし、この間はランプからの光が得られず、照明がで
きないという欠点があった。又、すぐに再始動で′きる
ように４０００Ｖ以上の高電圧を発生する回路を安定器
に付加する方法もあるが、高電圧発生回路が高価である
こと、安定器などが高電圧によシ絶縁破壊を起し使用不
能になるなどの欠点があった。

そこで、上記の欠点を改善するために、少くとも片方の
主電極の近傍にタングステンのフィラメントなどから成
る加熱体を設け、この加熱体に直列にグロースターメな
どの始動用放電管を接続し、再始動に除して始動用放電
管の動作によシ加熱体を電流で加熱し、始動用放電管の
接点が開いた瞬間に安定器に発生する高いサージ電圧に
よシ再始動を容易にする方法が提案されている。しかし
、始動用放電管を外管内又は口金内に設置したシ、ある
いは配線の都合などにより始動用放電管を発光管の近傍
に配設したシすると、点灯中の発光管や安定器からの熱
によシ放電管の接点がしばしば閉じてしまい、発光管が
たちまち消灯するという現象が発生する。

本発明は上記の欠点を除去するために成されたものであ
シ、内部に少くとも水銀を封入し、両端部に一対の電極
を備え、少くとも一方の電極の近傍に加熱体を設け、か
つこの加熱体に直列に始動用放電管を接続し、再始動に
際して該放電管の動作によシ加熱体を電流で加熱するも
のにおいて、放電管の両電極の少くとも一部分を互いに
平行に配置したバイメタルで構成し、かつ湾曲する側の
バイメタルの近傍にストッパーを設けたことを特徴とす
るものでちゃ、再始動が容易であるとともに安定した点
灯が得られる高圧放電装置を提、供することを目的とす
る。

以下不発明の実施例を図面とともに説明する。

第２図において、１４はタングステンのフィラメントか
ら成る加熱体、１６は安定器、２２は主電極２ａ　、２
ｂ間に加熱体１４と直列に接続された始動用放電管、２
８は電源である。電源電圧の一時的な低下などによシラ
ンゾが−たん消灯した後電源が復帰すると、一端を主電
極２ａに接続された加熱体１４の他端に直列に接続され
た放電管２２の動作によシ放電管２２の接点が接触し、
電源ｉ８から安定器１６を介して加熱体１４と放電管２
２の直列回路に電流が流れ、加熱体１４が加熱さ′ｉし
て赤熱する。−たん接触した放電管２２の接点はすぐに
離れ、電流が遮断される。この瞬間に安定器１６に高圧
電圧が発生し、この電圧の効果と赤熱されて電子放射が
容易な状態にある加熱体１４の効果により、主電極２ａ
　、２ｂ間の放電が再始動時の水銀蒸気の高圧下におい
ても容易に開始し、比較的低い電圧で瞬時又は短い時間
で再始動が可能になる。

第３図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｅ）は始動電圧発生
手段である始動用放電管２２の構成および動作状態を示
し、３１　。

３２は互に平行に配置した一々イメタル、３３はストツ
ノそ−、３４．３５はノ々イメタル３１，３２の先端に
設けた接点で、これらは内部に希ガスなどの動作用ガス
が封入されたガラス管内に収納されている。第３図（ａ
）は点灯前の状態、伽）は点灯中の状態、（ｃ）は接点
３４．３５が接触した状態を示す。

第４図は本実施例の高圧放電装置の具体的構成を示し、
発光管１の両端には放電電極である主電極２ａ　、２ｂ
が設けられ、主電極２ａの近傍にはタングステンのフィ
ラメントから成る加熱体１４が設けられる。加熱体１４
の一端はモリブデン箔４ａに接続され、主電極２ａと電
気的に接続されている。主電極２ａはモリブデン箔４ａ
、ＩＪ　　）ｊ５ａ、ステムリード７ａ、　　リード１
５、チョークコイル形安定器１６およびリード１７を介
して口金８の一方の端子に接続される。又、主電極２ｂ
はモリブデン箔４ｂ、リード５ｂ、支持枠９、ステムリ
ード７ｂおよびリード１８を介して口金８の他方の端子
に接続される。又、加熱体１４の他端はモリブデン箔１
９、リード２０、ステムリード７ｃおよびリード２５を
介して始動用放電管２２の一方の端子に接続され、放電
管２２の他方の端子はリード２６を介してステムリード
７ｂに接続されて結局主電極２ｂに接続される。放電管
２２は第３図に示したよりな常開形バイメタルスイッチ
であ夛、バイメタル３１．３２間の放電の熱によシバイ
メタルスイッチが閉じ、その後放電停止によシ冷却して
接点３４．３５が開き、この際電流全しゃ断して誘導素
子である安定器１６に電圧を誘起する。６は外管１３の
一部を成すステムで、ステム６にはステムリード７ａ〜
７Ｃが封止され、外管１３内は不活性ガス雰囲気に保た
れる。２３は外管１３と口金８との間に形成された安定
器ケースで、ケース２３は金属で局面を円筒状に形成さ
れ、その口金８側端面の内側に安定器１６を固定し、他
方の開口はステム６に取付けられる。放電管２２もケー
ス２３内に設けられる。２４は反射板で、光あるいは紫
外線を有効に前方に反射するとともに安定器１６や放電
管２２を赤外線から遮へいする。

上記の高圧放電装置において、口金８に直接電源が接続
されると、まず放電管２２がグロー放電を開始し、放電
管２２、加熱体１４および安定器１６を介して電流が流
れる。これによって、放電管２２は加熱されてバイメタ
ル３１．３２の変形によ多接点３４．３５は閉じ、加熱
体１４は加熱される。次に、放電停止によシ放電管２２
は冷却されて接点が開いて開状態となル、高圧サージ電
圧が発生し、主電極２ａ　、２ｂ間にての電圧が印加さ
れて放電が開始され、始動が完了する。次に点灯中は従
来同様水銀はすべて蒸発し、安全状態で動作する。次に
消灯直後に再び電源に接続されると、始動時と同様に電
流が流れて加熱体１４は加熱されて電子を放出し、主電
極２ａ　、２ｂ間の放電開始電圧を約２ＫＹ以下まで低
下させる。ここで、放電管２２が動作−すると安定器１
６によシ２酢程度の高電圧が発生し、馬主電極２ａ　、
２ｂ間で放電が開始され、再始動が容易に行われる。

ところで、始動用放電管として従来のものを用いると、
点灯中の発光管１からの熱によりたびたびバイメタルス
イッチが動作して接点を閉じるためランプが立ち消えに
なってしまうが、本実施例では互に平行に配置したバイ
メタル３１．３２によシ両極を構成し、かつバイメタル
３１．３２の湾曲側近傍にストッパー３３を設けたので
、点灯中の発光管１からの熱によシバイメタル３１．３
２が加熱されても第３図の）に示すように同じ方向に変
位し、点灯中における接点３４．３５の接触を防止でき
るとともに、第３図（ｂ）の状態即ちランプの消灯直後
の瞬時再始動が要求されるときは、電圧が印加されると
この湾曲状態で両極間のグロー放電が開始され、その熱
によシ両バイメタル３１゜３２の湾曲はさらに大きくな
るが、バイメタル３１　。

３２の湾曲側近傍に配置したストッパー３３により湾曲
が阻止され、第３図（ｅ）に示すように接点３４゜３５
が接触する。接点３４．３５が接触して両極間の放電が
停止してバイメタル３１．３２の加熱が止むと、接点３
４．３５の接触が離れ、電流がしゃ断された瞬間に安全
器１６に発生する高電圧によりおよびこの時赤熱状態に
ある加熱体１４の電子放出効果も加わって主電極２ａ　
、２ｂ間の放電が瞬時に開始する。

尚、上記実施例では放電管２２の電極全体をバイメタル
３１．３２で構成したが、両電極の一部分だけをバイメ
タルで構成しても同様な効果が得られる。

以上のように本発明の高圧放電装置においては、少くと
も一方の電極の近傍に加熱体を設けるとともにこの加熱
体と直列に始動用放電管を接続しておシ、再始動時には
電極間には高い電圧が印加されるとともに加熱体の電子
放出効果により比較的低い電圧で瞬時再始動を容易に行
うことができる。

又、始動用放電管の電極を同一方向に湾曲する一対のバ
イメタルによ多構成したので発光管などの加熱によフバ
イメタルスイッチが開閉をくシ返すこともなく、発光管
が立ち消えになることが防止できて安定した点灯が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の高圧放電装置の構成図、第′２図は本発
明に係る高圧放電装置の回路図、第３図は本発明に係る
始動用放電管の構成および動作説明図、第４図は本発明
に係る高圧放電装置の構成図である。 １・・・発光管、２　ａ　＊　２　ｂ・・・主電極、１
３・・・外管、１４・・・加熱体、１６・・・安定器、
２２・・・始動用放電管、３１．３２・・・バイメタル
、３３・・・ストツノｆ−１３４，３５・・・接点。 尚、図中同一符号は同−又は相浩部分を示す。 代理人　　　葛　　野　　信　　− 第１図 第２図 ６ ン 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）発光管の内部に少くとも水銀を封入するとともに
   端部に一対の電極を備え、この電極のうち少くとも一方
   の電極の近傍に加熱体を設け、かつこの加熱体に直列に
   始動用放電管を接続し、再始動に際して始動用放電管の
   動作により加熱体に電流を流して加熱する高圧放電装置
   に訃いて、始動用放電管の両電極の少くとも一部分を互
   に平行に配置するとともに同一方向に湾曲する一対のバ
   イメタルで構成し、かつバイメタルの湾曲側の近傍にス
   トッパーを設けたことを特徴とする高圧放電装置。