JP2850313B2 - 始動器内蔵形高圧放電灯 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ランプ外球内に発光管
と並列に始動用のパルス電圧発生回路よりなる始動器を
内蔵してなる高圧放電灯の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】透光性アルミナ管の両端にエンドキャッ
プを介して電極を封着し内部に始動用補助ガスと共に水
銀およびナトリウムを封入してなる発光管を外球内に保
持した高圧ナトリウムランプや、石英管の両端に電極を
封着し内部に水銀および始動用補助ガスと共に金属ハロ
ゲン化物を封入してなる発光管を外球内に保持したメタ
ルハライドランプ等の高圧放電灯は、発光効率が高く、
かつ演色性が良好であるので、高効率放電灯として多用
されている。又、高圧放電灯の電源電圧を変圧するため
に各種放電灯に対応する専用の安定器に変えて、従来よ
り多用されている高圧水銀灯用安定器を用いて点灯可能
な高圧放電灯が開発されている。この種放電灯は外球内
に始動に必要な高電圧パルスを発生しうるような始動器
が発光管と並列に接続されており、電源投入後、発光管
へのパルス電圧の印加により容易に始動することとな
る。

【０００３】このような始動器を内蔵した高圧放電灯の
構成例を図３に基づいて説明する。１１は高圧ナトリウ
ムランプの発光管、１２は始動器であり、図４（ａ）に
示すように加熱抵抗体としてのタングステンフィラメン
ト２１と常閉形熱応動バイメタルスイッチ２２との直列
回路、あるいは図４（ｂ）のグロースイッチ２５と、グ
ロースィツチ２５の電流を制御するための抵抗であるセ
ラミック被覆のヒータ２６と、常閉形熱応動スイッチ２
７との直列回路よりなる。そして始動器１２は発光管１
１と並列に接続されて外球１３内に収容されている。な
お、１４はチョークコイル等の安定器、１５は交流電源
である。そして、図４（ａ）に示す始動器を内蔵した高
圧ナトリウムランプは、安定器１４を介して電源１５が
投入されると、始動器に安定器の二次開放電圧（チョー
クの場合は電源電圧）が印加される。この印加電圧によ
りタングステンフィラメント２１に電流が流れ熱応動ス
イッチ２２が開放され、そのスイッチング作用で高圧パ
ルスを発生させ、発光管の両電極間に印加され発光管内
で放電が開始される。又、ランプ点灯後は発光管からの
熱を受けて熱応動スイッチ２２は開放状態のままとな
り、始動器は点灯回路から切離される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に始動器を内蔵した高圧放電灯特に始動電圧が高い高圧
ナトリウムランプは、ランプの不点が発生することがあ
り、上記のように始動器として機械的スイッチを内蔵し
たランプではパルスが発生し続けるということがある。

【０００５】そして、ランプ不点時にパルスが発生し続
けると、次のような問題が生じる。 安定器のコイル部とコア部は静電容量結合されている
ので、安定器のインダクタンスにより発生したパルスエ
ネルギーが安定器が設置されている照明器具の金属部分
にリークする。したがって接地されていないと、人体に
ショックを感じさせる。 ランプの口金やランプホルダーの金属部にパルス電圧
が印加され続け、人体に危険がある。 安定器の絶縁や、配線ケーブル及びソケットの絶縁劣
化を招く。 パルスエネルギーが高周波雑音となって空間に放射さ
れ、テレビやラジオの電波障害を招く。

【０００６】本発明は、前記に鑑みなされたものであ
り、一般的な機械的スイッチよりなる始動器を内蔵した
高圧放電灯において、ランプ不点時にパルス電圧の発生
を短時間で終止できるようにして、不慮の事故が発生す
る恐れがない始動器内蔵形高圧放電灯を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る始動器内蔵形高圧放電灯は、両端に一
対の電極を封着し内部に発光物質を封入した発光管と、
発光管の両電極間にパルス電圧を印加する始動器と、少
なくとも発光管と始動器とを外球内に設置してなる高圧
放電灯よりなり、前記発光管と並列に始動器と第１の熱
応動スイッチとの直列回路を接続すると共に、前記発光
管及び始動器と第１の熱応動スイッチとの直列回路と並
列に加熱用抵抗体と第２の熱応動スイッチとの直列回路
を接続してなり、前記加熱用抵抗体は第１の熱応動スイ
ッチに接近して配置することを特徴とする。又、前記始
動器はタングステンフィラメントと熱応動スイッチとの
直列回路、あるいはグロースイッチとセラミックで被覆
されたヒータと熱応動スイッチとの直列回路よりなる。
更に、前記加熱用抵抗体の抵抗値は３０〜７０ＫΩに設
定してなる。

【０００８】

【作用】本発明は前記の構成において、 ランプが正常に点灯する場合。 ランプ点灯中に瞬時停電等によりランプが消灯し、す
ぐ電源がＯＮになった場合。（ランプ再始動） ランプが不点の場合。 の各々において、不具合が生じないように前記第１の熱
応動スイッチ、第２の熱応動スイッチ及び加熱用抵抗体
を構成しなければならない。

【０００９】ランプが正常に点灯する場合。 発光管の熱で、始動器内の熱応動スイッチ、第１の熱応
動スイッチ及び第２の熱応動スイッチが開放するように
構成しなければならない。このように構成することで、
図１に示す高圧放電灯の点灯状態と同等にすることがで
きる。 ランプ点灯中に瞬時停電等によりランプが消灯した場
合。（ランプ再始動） 上記のランプ点灯状態では第１及び第２の熱応動スイ
ッチは開放している。この時、停電等によりランプが消
灯した場合、もし第２の熱応動スイッチが接続されてい
ないと加熱用抵抗体は通電されたままの状態にあるた
め、第１の熱応動スイッチは復帰（閉じる）できない。
したがって、再点灯時始動用のパルス電圧が発生しない
のでランプは再始動できない。そこで、ランプ点灯中は
第２の熱応動スイッチにより加熱用抵抗体は切り離す必
要がある。また、第１の熱応動スイッチより第２の熱応
動スイッチが先に復帰すると前記と同様に、パルス電圧
が発生しない可能性があるため、ランプが再始動しない
こともありえる。よって、第１の熱応動スイッチは第２
の熱応動スイッチより先に復帰するように構成しなけれ
ばならない。 ランプが不点の場合。 ランプ不点時には、第１の熱応動スイッチが開放し始動
器は切り離されパルス電圧の発生が停止するために、加
熱用抵抗体を第１の熱応動スイッチに接近して配置する
必要がある。この際、第２の熱応動スイッチは閉じたま
までなければならない。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は本発明に係る始動器内蔵形高圧ナトリウムラ
ンプの回路構成図である。図中１は高圧ナトリウムラン
プの発光管で、該発光管と並列に始動器２と第１の熱応
動スイッチ３の直列回路が接続してある。始動器２は加
熱抵抗体としてのタングステンフィラメント２ａと常閉
形熱応動スイッチ２ｂの直列回路よりなる。又、発光管
１及び始動器２と第１の熱応動スイッチ３との直列回路
と並列に加熱用抵抗体４と第２の熱応動スイッチ５との
直列回路が接続されている。なお、前記第１及び第２の
熱応動スイッチは常閉形スイッチとして構成されてい
る。そして、発光管と始動器と第１、第２の熱応動スイ
ッチ及び加熱抵抗体は外球６内に設置されている。又、
加熱抵抗体４は第１の熱応動スイッチ３に接近して配置
されている。

【００１１】このように、構成した高圧ナトリウムラン
プに対して高圧水銀灯用安定器７を介して交流電源８を
投入すると、始動器に安定器の二次開放電圧（チョーク
の場合は電源電圧）が印加される。この印加電圧により
タングステンフィラメント２ａに電流が流れ熱応動スイ
ッチ２ｂが開放され、そのスイッチング作用で高圧パル
スを発生させると共に、加熱用抵抗体４に電流が流れ発
熱する。この際、安定器と始動器による発生する高圧パ
ルスによって発光管が点灯しない場合は、この高圧パル
スは発生し続けるが、同時に加熱抵抗体の発熱が第１の
熱応動スイッチに伝えられ、該熱応動スイッチが開放し
て始動器２が点灯回路から切り放され、パルス電圧が停
止する。

【００１２】ここで、前記実施例では加熱用抵抗体４と
して１／４ＷＰ型カーボン皮膜抵抗器を使用しており、
又、第１の熱応動スイッチ３及び第２の熱応動スイッチ
５に使用している熱応動バイメタル板は次の特性を有す
る。 湾曲定数（Ｋ）＝１．１８×１０^-5〔℃^-1〕 弾性係数（Ｅ）＝１．７０×１０⁴ 〔ｋｇ／ｍｍ² 〕 幅（ｂ）＝４．０〔ｍｍ〕、厚さ（ｔ）＝０．２５〔ｍ
ｍ〕 有効長（Ｌ）＝１５〔ｍｍ〕 なお、第１の熱応動スイッチ３は約１００℃で開閉する
ために、常温での接点圧力を６０±５ｇに設定してい
る。このように第１の熱応動スイッチを約１００℃で動
作するようにしたのは、ランプが一旦消灯され再度点灯
される場合の再始動までの時間を適切な時間、すなわち
１０〜１５分にするためである。

【００１３】次に、本発明において用いる加熱用抵抗体
４の適切な抵抗値を設定するに当たって行なった実験に
ついて説明する。種々の抵抗値をもつ１／４ＷＰ型カー
ボン皮膜抵抗器を高圧ナトリウムランプの外球内を想定
した真空内容器に配置し、２００Ｖ／５０Ｈｚの交流電
圧を２５０Ｗ用安定器を介して印加し、その端子キャッ
プ部分の表面温度の上昇を測定したところ、３０ＫΩ、
５０ＫΩ、７０ＫΩ、１００ＫΩの抵抗値をもつものに
ついて図２に示すような結果が得られた。図２は前記抵
抗値を有するカーボン皮膜抵抗器の表面温度の経時的変
化を示す特性図である。

【００１４】又、前記抵抗値３０ＫΩ、５０ＫΩ、７０
ＫΩ、１００ＫΩの加熱用抵抗体を第１の熱応動スイッ
チと３ｍｍの間隔に接近させて配置した図１に基づく高
圧ナトリウムランプを作成し、発光管へのリード線の接
続を切断して、ＡＣ２００Ｖ／５０Ｈｚの電源を２５０
Ｗの高圧水銀灯安定器を介して印加し、パルス電圧の発
生が終止するまでの時間を測定した。その結果、３０Ｋ
Ωの加熱用抵抗体を用いる場合は４分３０秒、５０ＫΩ
の場合は約７分５０秒、７０ＫΩの場合は１０分１０秒
で終止した。しかし、１００ＫΩの場合はパルス電圧の
発生は終止しなかった。

【００１５】上記のように、加熱用抵抗体の抵抗値が小
さい程短時間でパルスの発生は終止するが、この加熱用
抵抗体は始動器と並列に接続されているので、その抵抗
値が小さすぎると、発生するパルス電圧の低下を招き通
常のランプ始動に問題を来たす。従って、加熱用抵抗体
の抵抗値は３０ＫΩが下限である。ゆえに、加熱用抵抗
体の抵抗値は３０〜７０ＫΩが適切である。

【００１６】次に、本発明における適切な第２の熱応動
スイッチ５の設定をするに当たって行なった実験につい
て説明する。３０ＫΩの加熱用抵抗体４を第１の熱応動
スイッチ３に３ｍｍと接近させて配置した図１における
高圧ナトリウムランプにおいて、第２の熱応動スイッチ
５は上記加熱用抵抗体４と発光管１からの距離が等し
く、加熱用抵抗体との距離を３０ｍｍとし、常温３０℃
における接点圧力を４０±５ｇとした。このランプにお
いて、発光管へのリード線の接続を切断して、ＡＣ２０
０Ｖ／５０Ｈｚの電源を２５０Ｗ高圧水銀灯用安定器を
介して印加し、パルス電圧の発生が終止するまでの時間
を測定したところ約４分３０秒で終止した。また、ラン
プが通常に点灯した場合は第１の熱応動スイッチ及び第
２の熱応動スイッチともバイメタル板は開放状態になっ
た。更に、ランプを通常に点灯している時、一旦消灯
し、すぐに電源を印加しランプの再始動を確認したとこ
ろ、第１の熱応動スイッチ３が第２の熱応動スイッチ５
より先にバイメタル板が閉じ、パルスが発生しランプは
再始動した。

【００１７】なお上記実施例では、加熱用抵抗体として
カーボン皮膜抵抗器を用いたものを示したが、加熱用抵
抗体としては、これに限らず他のタイプの固定抵抗体や
負性特性を有する抵抗体なども用いることができる。
又、上記実施例では、内蔵始動器として加熱抵抗体と熱
応動スイッチの直列回路を用いたが、グロースイッチと
セラミックで被覆されたヒータと熱応動スイッチとの直
列回路あるいは非線形コンデンサーを含む電子式スター
タ等も用いることができる。更に、前記実施例では高圧
ナトリウムランプについて説明したが、メタルハライド
ランプについても同様の効果があり、又、ランプの始動
を容易にするために発光管の外周に始動補助導体を配置
しかつ始動器を内蔵した高圧ナトリウムランプにも適用
可能である。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、発
光管と並列でかつ始動器と直列に設置した第１の熱応動
スイッチと第１の熱応動スイッチを開放する加熱可能な
加熱用抵抗体を接近して配置したので、安価で、停電等
によるランプ不点時において、短時間で始動用のパルス
電圧の発生を停止して安全を図ることができるばかりで
なく、安定器類の絶縁劣化やパルスエネルギーによる高
周波雑音障害を防止することができの等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る始動器内蔵形高圧放電灯の基本的
な回路構成図。

【図２】各種抵抗値のカーボン皮膜抵抗器の表面温度の
経時的変化を示す特性図。

【図３】従来の始動器内蔵形高圧放電灯の基本的な回路
構成図。

【図４】各種始動器の構成例を示す回路図。

【符号の説明】

１ 高圧ナトリウムランプ用発光管 ２ 始動器 ２ａ 加熱抵抗体 ２ｂ 熱応動スイッチ ３ 第１の熱応動スイッチ ４ 加熱用抵抗体 ５ 第２の熱応動スイッチ ６ 外球 ７ 安定器 ８ 交流電源

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端に一対の電極を封着し内部に発光物
   質を封入した発光管と、発光管の両電極間にパルス電圧
   を印加する始動器と、少なくとも前記発光管と始動器と
   を外球内に設置してなる高圧放電灯において、 前記発光管と並列に始動器と第１の熱応動スイッチとの
   直列回路を接続すると共に、前記発光管及び始動器と第
   １の熱応動スイッチとの直列回路と並列に加熱用抵抗体
   と第２の熱応動スイッチとの直列回路を接続してなり、
   前記加熱用抵抗体は第１の熱応動スイッチに接近して配
   置することを特徴とする始動器内蔵形高圧放電灯。
2. 【請求項２】 前記始動器はタングステンフィラメント
   と熱応動スイッチとの直列回路、あるいはグロースイッ
   チとセラミックで被覆されたヒータと熱応動スイッチと
   の直列回路よりなる請求項１記載の始動器内蔵形高圧放
   電灯。
3. 【請求項３】 前記加熱用抵抗体の抵抗値は、３０〜７
   ０ＫΩに設定してなる請求項１又は２記載の始動器内蔵
   形高圧放電灯。