JP3175224B2 - 高圧放電灯 - Google Patents

高圧放電灯

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彰 伊藤
和好 岡村
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、外管内に2本の高圧ナ
トリウム放電灯発光管を収容した高圧放電灯に関する。
【0002】
【従来の技術】高圧ナトリウムランプやメタルハライド
ランプ等の高圧金属蒸気放電灯は、点灯中に発光管の内
圧が1気圧以上になるためランプ消灯後再始動させる場
合は、発光管がある程度冷えて内部の水銀や封入発光金
属が凝集し、内圧が下がるのを待つ必要がある。例え
ば、外部に始動器をもつ高圧ナトリウムランプの場合は
再始動時間として約1分、メタルハライドランプの場合
は10分以上も待たなければならず、しかも再始動して
も安定点灯状態に至るまでにはさらに数分待たなければ
ならない。
【0003】したがって、例えば一瞬の停電などがある
と、白熱電球やけい光ランプの場合は直ちに復帰点灯す
るが、上記高圧金属蒸気放電灯の場合はフルパワ−を発
揮するまで10分以上待たなければならず、道路照明や
トンネル内照明等に用いた場合は不便である。
【0004】これを改善するため、USP4,287,
454号明細書に記載されているように、外管内に2本
の発光管を収容し、これら発光管を電気的に並列に接続
した高圧ナトリウムランプが提案されている。
【0005】このランプの場合、正常時にはいれか一
方の発光管が点灯しており、一瞬の停電により消灯して
停電が解消された時には、それまで点灯していなかった
内部圧力の低い他方の発光管が点灯する。この場合、こ
の他方の発光管は上記一方の発光管の点灯時に熱されて
いるから、内部圧力が上がっており、よって2〜3分で
安定点灯状態に達する。このため再始動時間がきわめて
短く、前記の道路照明やトンネル内照明に好都合であ
る。
【0006】しかもこのようなランプは、一方の発光管
が点灯困難に陥っても他方の発光管が点灯するので、ラ
ンプ寿命が大幅に伸び、理論的には1本の発光管を収容
した構造のランプに比べ2倍の寿命になる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に外管に2本の発光管を電気的に並列に接続して収容し
たランプ、例えば高圧ナトリウムランプの場合、2本の
発光管は製造ばらつきにより始動電圧に若干のばらつき
が生じ、始動電圧の低い方の発光管が始動し易いためこ
の発光管が片寄って始動する。つまり、通常の始動毎に
2本の発光管のうち始動し易い一方の発光管が集中的に
始動し、この発光管の使用頻度が高くなる。このため、
この発光管ではナトリウムは発光管バルブのセラミック
スと反応して消失し、ランプ電圧の上昇を招き、さらに
は発光管の気密が損なわれてリークを発生するようにな
る。
【0008】このように一方の発光管が気密不良となっ
てリークすると、発光管内に封入されていたキセノンが
外管内に拡散する。外管内はもともと真空であるが、上
記キセノンのリークにより稀薄な状態のキセノンガスの
雰囲気となる。
【0009】このような状態では発光管の放電開始電圧
よりも、キセノンガスが充満されている外管内の放電開
始電圧が低くなる場合があり、他方の発光管を点灯させ
るべく高圧パルスを印加すると、この発光管が放電を開
始する前に外管内の導電部同志で外管内放電を発生する
ことがある。
【0010】このような外管内放電はキセノンのグロー
放電となり、発光を生じるようなア−ク放電には至ら
ず、よってランプは発光しない。したがって、一方の発
光管でリークが生じると、他方の発光管は実質的に発光
しなくなり、前記したように1本の発光管を収容したラ
ンプに比べて2倍の寿命になるとの期待は望めなく、ラ
ンプ寿命は長くならない欠点がある。また、このような
外管内放電は外管を破損させる心配もある。
【0011】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするのは、一方の発光管がリーク
を生じても外管内放電が発生するのを防止し、他方の発
光管を始動させることができてランプ寿命が長くなる高
圧放電灯を提供しようとするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、同一の外管内
に複数本の発光管をこれら発光管が電気的に並列に接続
された状態で収容し、これら発光管のいれか一方が放
電して発光するようにした高圧ナトリウム放電灯におい
て、上記外管内には、上記複数の発光管のうちいずれか
の発光管の気密が損なわれてリークを発生しても発光管
を始動させるための始動電圧を上回る電圧が印加された
場合にのみ外管内放電を生じるように不活性ガスを封入
したことを特徴とする。
【0013】
【作用】本発明によれば、外管内に複数の発光管のうち
いずれかの発光管の気密が損なわれてリークを発生して
も発光管を始動させるための始動電圧程度の電圧では外
管内放電が発生しないように不活性ガスを高圧に充填し
てあるので、一方の発光管が気密不良を起こしてリーク
しても外管内放電が発生せず、よって他方の発光管を確
実に始動させることができる。
【0014】
【実施例】以下本発明について、図1に示す一実施例に
もとづき説明する。
【0015】図は高圧ナトリウムランプの構成を示す正
面図であり、1は硬質ガラスなどからなる外管である。
この外管1は一端に口金2を取付けたBT形をなしてお
り、口金2はシェル3とアイレット端子4を有する捩込
み形口金である。この外管1には2本の発光管5a、5
bが収容されている。
【0016】これら発光管5a、5bは、それぞれ多結
晶アルミナまたは単結晶アルミナなどのようなセラミッ
クチュ−ブからなるバルブの端部にアルミナセラミック
からなるエンドキャップを気密に接合して構成されてい
る。これらエンドキャップには、導電構体6…が気密に
貫通されており、これら導電構体6…にはそれぞれ主電
極7…が接続されている。これら主電極7…は、発光管
5a、5b内で相互に離間して対向されている。このよ
うな発光管5a、5bには、ナトリウムと水銀およびキ
セノンガスが封入されている。
【0017】図示の上側に位置する導電構体6、6は、
ニオやタンタルなどの耐熱性金属からなるバルブホル
ダ−8に電気的および機械的に接続されている。このバ
ルブホルダ−8は、両端部がサポ−トワイヤ9に連結さ
れている。
【0018】下側の導電構体6、6はアルミナセラミッ
クなどからなる絶縁性ホルダー10に支持されており、
この絶縁性ホルダー10の両端部はサポ−トワイヤ9に
固定されている。したがって、2本の発光管5a、5b
は外管1内で互いに並設されている。
【0019】サポ−トワイヤ9は導電ワイヤからなり、
全体が枠状をなしている。このサポ−トワイヤ9の上端
部は弾性板11、11を介して外管1のトップ部に係止
されている。サポ−トワイヤ9の下端部は、ステム12
に封着された一対の封着支持線13a、13bの一方の
封着支持線13aに溶接されている。これら封着支持線
13a、13bは外部導線14a、14bを介して口金
2のシェル3およびアイレット端子4に接続されてい
る。上記各発光管5a、5bの下側の導電構体6、6
は、リード線15aおよび15bを介して他方の封着支
持線13bに溶接されている。
【0020】そして、各発光管5a、5bの外側には、
始動補助のための近接導体16a、16bが設けられて
いる。これら近接導体16a、16bは、例えばバイメ
タルからなり、一端はサポ−トワイヤ9に溶接されてい
るとともに他端は発光管5a、5bの外面に対向されて
いる。そして、これら近接導体16a、16bは所定の
温度以下の場合に先端部が発光管5a、5bの外面に接
近し、また温度が高くなると先端部が発光管5a、5b
aから離れるようになっている。このような外管1内に
は外管内放電を防止するため、不活性ガスとして、窒素
2 が例えば400Torr程度封入されている。なお、1
7はゲッターである。このような構成のランプについ
て、作用を説明する。
【0021】ランプの始動前は、外管1内および発光管
5a、5bが冷たいのでバイメタルからなる近接導体1
6a、16bの先端部が発光管5a、5bの外面に接近
している。
【0022】そして、図示しない点灯回路から口金2の
シェル3とアイレット端子4との間に始動パルスを印加
すると、始動し易い方の発光管5aまたは5bの一方の
主電極6と、上記近接導体16aまたは16bとの間に
始動放電が発生し、これが主電極6、6間の主放電に移
行する。よって、始動し易い方の発光管5aまたは5b
が点灯し、安定点灯に移行する。
【0023】このように、一方の発光管、例えば5aが
点灯している時に一瞬の停電が発生するとこれは消灯す
る。そして、停電が解消された時には、それまで点灯し
ていなかった他方の発光管5bが点灯する。この場合、
この他方の発光管5bは上記一方の発光管5aの点灯時
に予熱されており、若干内部圧力が上がっているので短
時間で安定点灯状態に達する。よって、再始動時間がき
わめて短く、道路照明やトンネル内の照明に使用すれば
明るさが短時間に回復するので安全性を高めることがで
きる。
【0024】なお、発光管が点灯すると、近接導体16
a、16bが加熱されて変形し、それぞれ発光管5a、
5bから離れる。よって、発光管から放射される光を近
接導体16a、16bが遮るのが低減される。
【0025】そして、始動し易い方の発光管が片寄って
始動され、この発光管の使用頻度が高くなり、この発光
管でナトリウムとアルミナとの反応によりナトリウムの
消失が進み、ランプ電圧が上昇する等の原因で、該発光
管が気密不良となってリークを生じる状態に陥った場
合、発光管内に封入されていたキセノンガスが外管1内
に漏れ出ることになる。
【0026】しかしながら、外管1内には窒素ガスが高
圧に封入されているので、発光管からキセノンガスがリ
ークしてもこの程度のキセノンのリークは、外管内の雰
囲気を外管内放電を招くほどには至らしめず、したがっ
て、発光管の始動電圧が印加されても外管内放電が防止
される。
【0027】つまり、放電の容易性は、不活性ガスの種
類によっても異なるが、封入圧によっても異なる。外管
1内を従来のように真空状態にすると、リークしたキセ
ノンガスにより外管内はキセノン雰囲気となり、キセノ
ン放電を発生し易くなるが、これに代って窒素ガスを高
圧に封入すると、キセノンが多少リークしても放電開始
電圧を高くすることができ、よって外管内放電を防止す
る。このようなことから、一方の発光管がリークして点
灯不能に陥っても、外管内放電を防止して他方の発光管
を確実に始動させることができる。よって、一方の発光
管の寿命が尽きても、他方の発光管が点灯して発光する
ので、ランプの寿命は、1本の発光管を収容したランプ
に比べて長寿命になる。
【0028】例えば、定格入力400Wの高圧ナトリウ
ムランプの場合、発光管5a、5bは内径7.3mmの透
光性アルミナチューブからなり、内部にナトリウム6m
g、水銀24mg、およびキセノンガスを25Torr封入し
てある。2本の発光管5a、5bは、中心間距離が14
mm程度となるようにして並設され、外管1に収容されて
いる。そして、発光管5a、5bの外に近接導体16
a,16bを設けてあるのでこれら発光管5a、5bは
約1500Vのパルス電圧により始動する。
【0029】上記外管1内には窒素N2 ガスが400To
rr封入されており、このため外管1内では、いずれか一
方の発光管がリークし発光管に封入されたキセノンガス
が外管1内に混在しても、互いに極性が異なる導電部材
間に約2000Vのパルス電圧が印加された場合に外管
内放電が生じるようになっている。
【0030】このような構成の場合、正常状態では、約
1500Vのパルス電圧により発光管5a、5bのい
れか一方が始動する。
【0031】そして、いれか一方の発光管がリークし
ても、外管1内には窒素N2 ガスが2000V以上のパ
ルス電圧が印加された場合にのみ外管放電が生じるよう
な高圧で封入されているので約1500Vのパルス電圧
以下では外管内放電を発生せず、他方の発光管は依然と
して約1500Vのパルス電圧により始動するので、こ
の発光管が確実に始動することが確認されている。
【0032】なお、本発明は外管1内に封入する不活性
ガスの種類として、窒素の制約されるものではなく、窒
素、アルゴン、キセノン、クリプトン、ネオンの中から
選ばれた少なくとも1種であってよく、かつその封入圧
は発光管を始動させるための電圧が印加されても外管内
放電を生じない程度の高圧に封入されておればよい。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明によると、外
管内に複数の発光管のうちいずれかの発光管の気密が損
なわれてリークを発生しても発光管を始動させるための
始動電圧程度の電圧では外管内放電が発生しないように
不活性ガスを高圧に充填してあるので、一方の発光管が
気密不良を起こしてリークしても外管内放電は発生せ
ず、よって他方の発光管を確実に始動させることができ
る。このため、一方の発光管の寿命が尽きても他方の発
光管が点灯するのでランプ寿命が長くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す高圧ナトリウムランプ
を示す正面図。
【符号の説明】
1…外管、5a,5b…発光管、7…電極、9…サポー
トワイヤ、16a、16b…近接導体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−93260(JP,A) 特開 昭63−26939(JP,A) 特開 昭60−170152(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 61/12 H01J 61/92

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同一の外管内に複数本の発光管をこれら
    発光管が電気的に並列に接続された状態で収容し、これ
    ら発光管のいれか一方が放電して発光するようにした
    高圧ナトリウム放電灯において、 上記外管内には、上記複数の発光管のうちいずれかの発
    光管の気密が損なわれてリークを発生しても発光管を始
    動させるための始動電圧を上回る電圧が印加された場合
    にのみ外管内放電を生じるように不活性ガスを封入した
    ことを特徴とする高圧放電灯。
  2. 【請求項2】 上記不活性ガスは、窒素、アルゴン、キ
    セノン、クリプトン、ネオンの中から選ばれた少なくと
    も1種であり、発光管を始動させるための始動電圧を上
    回る電圧が印加された場合にのみ外管内放電が生じるよ
    うな高圧に封入されていることを特徴とする第1の請求
    項に記載の高圧放電灯。
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KR20000072193A (ko) * 2000-08-16 2000-12-05 송덕수 보조 발광관을 구비한 방전 램프
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JP5672436B2 (ja) * 2010-08-04 2015-02-18 岩崎電気株式会社 外球保護構造を備えたセラミックメタルハライドランプ
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