JPS63190245A - 高圧金属蒸気放電ランプ - 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、高圧金属蒸気放電ランプ、特にコンパクト高
圧金属蒸気放電ランプの始動補助手段に関する。

従来の技術 高圧金属蒸気放電ランプは、高効率・大光束という特長
を有することから、大規模施設や街路等の屋外照明に広
く利用されているが、近年では低ワツトランプの開発に
よって店舗等の屋内照明分野へも普及しつつある。これ
に伴い、ランプのコンパクト化に対する要望も高まって
おり、石英等の高シリカガラスを外管に用いた両口金形
ランプの開発が進められている。

これらのランプは、通常パルス発生回路を備えた専用安
定器で点灯されるものであり、電源を投入すると一対の
電極間に安定器の二次電圧に加えてパルス発生回路から
数ｋＶの高圧パルスが印加され、ランプが始動する。し
かし、このように高圧パルスを印加しても、場合によっ
ては電源投入からランプ始動までに数秒ないし数十秒を
要することがある。これは、一般に始動遅れ現象と呼ば
れている。

始動遅れ現象について、以下に詳しく述べる。

ランプが始動するためには、発光管内にある程度の数の
自由電子が存在している必要がある。すなわち、電極間
に電圧が印加されると、これらの自由電子が電界によっ
て加速され、封入ガス分子と衝突を繰り返すことによっ
て、いわゆる電子なだれを生じ、最終的に電極間の放電
に至る。これらの自由電子は、通常天然に存在する放射
性物質からの放射線や宇宙線の電離作用によって生じる
ものであるが、その数はわずかであり、主電極間に高圧
パルスを印加しても放電に至らない場合が多い。これが
前述の始動遅れ現象である。

かかる始動遅れ現象が発生すると、その間パルス発生回
路からの数ｋＶもの高圧パルスが安定器からランプまで
の配線に印加されるため、配線には絶縁耐圧の大きい高
耐圧電線を用いる必要があり、設備費が高価につくばか
りでなく、設備が老朽化して配線の絶縁耐圧が低下して
いると配線間や配線と建築物間等で絶縁破壊が生じ、場
合によっては短絡事故や火災に至る危険性がある。この
ため、通常始動遅れ時間は１０秒以下に抑える必要があ
る。

そこで、従来から、始動遅れ現象を避けるために、発光
管内に放射線物質を含有するセラミック体を封入したり
、発光管内の封入ガスに放射性希ガスを用いたりするこ
とにより、これらから放出される放射線の電離作用によ
って発光管内に常に自由電子を生じせしめることが提案
されている。

また別の従来技術として、外管内に始動補助回路、例え
ばタングステンフィラメントとバイメタルスイッチとの
直列体を配設し、ランプ始動時にまずこのフィラメント
に通電することによって可視光および紫外線を発光管内
に照射し、これらによる電離作用を用いて発光管内に自
由電子を生じせしめることも提案されている。

発明が解決しようとする問題点 しかし、これらの従来技術のうち、前者ではランプの製
造工程中に放射性物質を取扱うことから、その管理には
細心の注意をはらう必要があり、一般的な手段とは言え
ない。また後者については、ランプ構造が複雑になるば
かりでな（、コンパクト化を図った両口金形ランプの場
合、外管の内容積が限られているため、フィラメントを
配設することがきわめて困難であるという問題点があっ
た。

本発明は、放射性物質を封入したり、また複雑なランプ
構造をとることなく、簡単な構造で始動遅れ現象の発生
を防止し、もって配線の短絡事故や火災の危険性のない
高圧金属蒸気放電ランプを提供するものである。

問題点を解決するための手段 本発明の高圧金属蒸気放電ランプは、一対の電極を有す
る容器内に少な（とも水銀および希ガスを封入しかつ始
動補助電極を有しない発光管と、前記発光管を収容した
外管とを備え、前記外管内に始動補助回路を有しない高
圧金属蒸気放電ランプにおいて、前記外管内にヘリウム
、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンおよび窒素
のうち少な（とも一種を１０−３〜５０トールの圧力で
封入した構成を有している。

作用 かかる構成により、電源を投入してランプに電圧が印加
されると、まず外管内のリード線間で外管内封入ガスの
放電を生じ、これがきっかけとなってほぼ瞬時に発光管
内で放電が開始してランプが始動するようになる。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を用いて説明する
。

第１図は本発明にかかる１５０Ｗ両口金形メタルハライ
ドランプを示す。第１図において、両端に一対の電極１
ａ、ｌｂを有する発光管２は、両端部に圧潰封止部３ａ
、３ｂを有する石英製外管４内に収容されており、かつ
電極１ａ、ｌｂに電気的に各々接続されたリード棒５ａ
、５ｂによって圧潰封止部３ａ、３ｂで外管４に固定さ
れている。口金６ａ、６ｂは、封止箔７ａ、７ｂおよび
リード棒５ａ、５ｂを介して電極１ａ、Ｌｂに電気的に
各々接続されている。発光管２内には所定量の水銀、ヨ
ウ化ツリウム、ヨウ化ジスプロシウム、ヨウ化ホルミウ
ム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化タリウムおよびアルゴン
が１２０トール封入されている。なお発光管内径は１２
．５ｎｕ＋＋、電極間距離は１７ｍｍ、外管内径は１９
＋ａｍ、リード捧５ａ、５ｂ間の距離は６２鴫である。

さらに、外管４内にはヘリウム、ネオン、アルゴン、ク
リプトン、キセノン、および窒素のうち少な（とも一種
が１０−３〜５０トールの圧力で封入されている。

以上の構成を有するランプに安定器の二次電圧とパルス
発生回路からの高圧パルスを印加すると、外管４内のり
一ド棒５　ａ　、　５ｂ間に外管的封入ガスであるアル
ゴンの放電が生じ、これによりただちに発光管２０両電
極１ａ、ｌｂ間に放電が開始するので、ランプ始動の遅
れを防止することができる。

以下に具体例を詳細に述べる。

第１図に示した構成のランプで、外管内にアルゴンを１
０−４〜５０トールの範囲内で種々に変化させて封入し
たランプを各１０本ずつ製作し、電源投入からランプ始
動までに要した時間を各ランプにつき２回ずつ測定した
。この測定において、安定器としては定格電源電圧２０
０Ｖ、定格二次電圧２４０Ｖのものを用い、電源電圧を
定格値の９０％である１　８０Ｖとし、かつ安定器の二
次個にパルス波高値４ｋＶ、半値幅１００マイクロ秒の
高圧パルスを半サイクル毎に１回重畳させた。

なお、比較のために、外管内を真空にしたランプについ
ても同様の測定を行った。その結果を第２図に示す。第
２図において横軸（対数目盛）は外管内のアルゴン封入
圧、縦軸は始動遅れ時間、すなわち電源投入からランプ
始動までに要した時間である。同図から明らかなように
、外管内が真空のランプでは、始動遅れ時間が場合によ
っては３分以上を要することがあり、また始動遅れ時間
のばらつきも大きい。

一方、外管内にアルゴンを１０−３〜５Ｃ１−ル封入し
たランプでは、始動遅れ時間はほとんどな（、その始動
性は放射性ガス封入ランプと同等である。

以上述べたように、外管内にアルゴンを所定圧封入する
ことによりランプの始動遅れ時間が著しく短縮されるこ
とは明らかである。その理由については必ずしも明確で
はないが、外管内にガスを封入することにより、まず発
光管のリード棒間で外管内グロー放電を生じ、このグロ
ー放電によって生じる紫外線の照射によって外管内の封
入ガスが電離されランプ始動のきっかけとなるものと推
察される。

なお、外管内封入圧が５０トールを超える場合も同様の
効果が得られるものの、この場合ランプの再始動時に外
管内のり−ド棒間でアーク放電を生じリード棒の溶断に
至るという問題点があり、実施は困難である。逆に、封
入圧を１Ｏ−３）−ル未満とすると、第２図に示すよう
に、外管内放電を生じにくくなるため、始動遅れ時間が
１０秒を越える場合があり、やはり好ましくない。

実験によれば、外管内封入圧は特に１０−２〜２０トー
ルの範囲が好ましかった。また、外管内への封入ガスは
、アルゴンの代わりに、ヘリウム、ネオン、クリプトン
、キセノン、および窒素を単独、またはこれらにアルゴ
ンを含めたものの中から複数種使用した場合にも同様の
効果が得られた。

なお、上記実施例では１５０Ｗ両口金形メタルハライド
ランプについて説明したが、片口金形ランプについても
同様の結果が得られた。また本発明はランプのワット数
、発光管内封入物質についても上記実施例に限定される
ものではなく、さらに高圧水銀灯や高圧ナトリウム灯に
ついても実施できるものである。

発明の詳細 な説明したように、本発明は一対の電極を有する容器内
に少なくとも水銀および希ガスを封入しかつ始動補助電
極を有しない発光管と、前記発光管を収容した外管とを
備え、前記外管内に始動補助回路を有しない高圧金属蒸
気放電ランプにおいて、前記外管内にヘリウム、ネオン
、アルゴン、クリプトン、キセノン、および窒素のうち
少な（とも一種を１０−３〜５０トールの圧力で封入す
ることにより、放射性物質を封入したり、また複雑なラ
ンプ構造をとることなく、簡単な構造で始動遅れ現象の
発生を防止することができ、したがって配線の短絡事故
や火災の危険性のない高圧金属蒸気放電ランプを提供す
ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる１５０Ｗ両口金形メタルハライ
ドランプを示す正面図、第２図は外管内へのアルゴン封
入圧と始動遅れ時間との関係を示す特性図である。 １ａ、１ｂ・・・・・・電極、２・・・・・・発光管、
４・・・・・・外管、５ａ、５ｂ・・・・・・リード棒
。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　ほか１名（ａＪレー
−−４を橿 ７ｓ、７ｂ−一土ＴＥジ「

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一対の電極を有する容器内に少なくとも水銀および希ガ
   スを封入しかつ始動補助電極を有しない発光管と、前記
   発光管を収容した外管とを備え、前記外管内に始動補助
   回路を有しない高圧金属蒸気放電ランプにおいて、前記
   外管内にヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キ
   セノンおよび窒素のうち少なくとも一種を１０＾−＾３
   〜５０トールの圧力で封入したことを特徴とする高圧金
   属蒸気放電ランプ。