JP3356797B2 - 高圧放電ランプ - Google Patents
高圧放電ランプInfo
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/54—Igniting arrangements, e.g. promoting ionisation for starting
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
- H05B41/02—Details
- H05B41/04—Starting switches
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-
- H—ELECTRICITY
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- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
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Landscapes
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、口金が取付けられた外
側管により空所を介して取囲まれた放電容器と、シリコ
ン双方向性電圧トリガスイッチを有する点弧回路とが設
けられた高圧放電灯に関するものである。
側管により空所を介して取囲まれた放電容器と、シリコ
ン双方向性電圧トリガスイッチを有する点弧回路とが設
けられた高圧放電灯に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】上述した種類のランプは米国特許第４５
２０２９４号（特開昭５９−３５３５４号）明細書に開
示されており既知である。交流電圧電源で安定器と直列
に動作させるのに適した既知のランプでは、シリコン双
方向性電圧トリガスイッチが外側管（外球）内に配置さ
れており、しかもこのシリコン双方向性電圧トリガスイ
ッチはその構成部分が還元されたり蒸発したりするのを
防止するガラス被膜で直接覆われている。しかし実際に
確かめられているように、これには重大な欠点がある。
第１に、このようなガラス被膜で覆われた、例えば、登
録商標サイダック（SIDAC ）のスイッチのようなシリコ
ン双方向性電圧トリガスイッチを製造するのは極めて困
難であり、従ってシリコン双方向性電圧トリガスイッチ
を極めて高価なものとする。第２に、既知のランプは、
放電容器（発光管）の黒化の為に早期にだめになる割合
が高くなるということが確かめられている。
２０２９４号（特開昭５９−３５３５４号）明細書に開
示されており既知である。交流電圧電源で安定器と直列
に動作させるのに適した既知のランプでは、シリコン双
方向性電圧トリガスイッチが外側管（外球）内に配置さ
れており、しかもこのシリコン双方向性電圧トリガスイ
ッチはその構成部分が還元されたり蒸発したりするのを
防止するガラス被膜で直接覆われている。しかし実際に
確かめられているように、これには重大な欠点がある。
第１に、このようなガラス被膜で覆われた、例えば、登
録商標サイダック（SIDAC ）のスイッチのようなシリコ
ン双方向性電圧トリガスイッチを製造するのは極めて困
難であり、従ってシリコン双方向性電圧トリガスイッチ
を極めて高価なものとする。第２に、既知のランプは、
放電容器（発光管）の黒化の為に早期にだめになる割合
が高くなるということが確かめられている。
【０００３】しかし、ランプ製造方法が比較的簡単にな
るという理由で、シリコン双方向性電圧トリガスイッチ
を有する点弧回路を外側管内に配置するのが望ましい。
その理由の１つは、例えば、点弧回路を口金内に入れる
のに比べて比較的大きな空間が得られるためである。さ
らに、点弧回路を外側管内に配置すれば、放電容器から
この外側管を通って口金に案内する必要のある導電体は
２本で足りる。このことは、点弧回路の一部のみを外側
管内に入れた構造に比べて製造上の利点が大きくなると
いうことを意味する。
るという理由で、シリコン双方向性電圧トリガスイッチ
を有する点弧回路を外側管内に配置するのが望ましい。
その理由の１つは、例えば、点弧回路を口金内に入れる
のに比べて比較的大きな空間が得られるためである。さ
らに、点弧回路を外側管内に配置すれば、放電容器から
この外側管を通って口金に案内する必要のある導電体は
２本で足りる。このことは、点弧回路の一部のみを外側
管内に入れた構造に比べて製造上の利点が大きくなると
いうことを意味する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前述
した欠点を無くし、比較的簡単なランプ製造方法が得ら
れる手段を提供せんとするにある。
した欠点を無くし、比較的簡単なランプ製造方法が得ら
れる手段を提供せんとするにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、口金が取付け
られた外側管により空所を介して取囲まれた放電容器
と、シリコン双方向性電圧トリガスイッチを有する点弧
回路とが設けられた高圧放電灯において、前記のシリコ
ン双方向性電圧トリガスイッチが、前記の外側管内で、
しかも気体が充填されハーメチック封じされたカプセル
内に装着されていることを特徴とする。
られた外側管により空所を介して取囲まれた放電容器
と、シリコン双方向性電圧トリガスイッチを有する点弧
回路とが設けられた高圧放電灯において、前記のシリコ
ン双方向性電圧トリガスイッチが、前記の外側管内で、
しかも気体が充填されハーメチック封じされたカプセル
内に装着されていることを特徴とする。
【０００６】このようにハーメチック封じしたカプセル
の場合には、放電容器と外側管との間の熱平衡が悪影響
を受けないという利点がある。ハーメチック封じしたカ
プセルとしてはガラスカプセルを用いるのが好ましい。
の場合には、放電容器と外側管との間の熱平衡が悪影響
を受けないという利点がある。ハーメチック封じしたカ
プセルとしてはガラスカプセルを用いるのが好ましい。
【０００７】シリコン双方向性電圧トリガスイッチを、
既知で効果が確かめられている技術によりガラスカプセ
ル内に収容すると、製造が簡単で信頼的となり、既知の
ランプに比べて、ランプを廉価にしうるという利点が得
られる。この場合、充填気体の圧力を、シリコン双方向
性電圧トリガスイッチを構成する組成の解離及び蒸発の
双方又はいずれか一方が防止されるような圧力とする。
気体の組成は、ランプ点灯中の一般的な状態の下でシリ
コン双方向性電圧トリガスイッチの組成との反応が行わ
れないように選択する。適切な気体は希ガス、窒素、酸
素及びSF6 である。充填気体は単一の気体とすることが
できるも、複数の気体の組合せとすることもできる。上
述したように、別個のカプセル封じ体を用いる代わりに
外側管自体に適切な気体を充填することが考えられる。
これにより、シリコン双方向性電圧トリガスイッチの解
離や蒸発に対する等価な保護を達成しうる。又、シリコ
ン双方向性電圧トリガスイッチの加熱も外側管中に入れ
た気体の対流及びこれによる熱伝導の結果として可成り
減少しうる。しかしこの対流及び熱伝導が熱損失を伴う
為、ランプの発光効率に影響を与える。従って、上述し
た解決策は種々の高圧放電ランプにとってあまり適して
いない。しかし一方では、対流及び熱伝導が高まること
によりランプの設計自由度を大きくし、従って寸法を同
じにした場合には公称電力を増大させこれに対応して光
束を増大させたランプを設計でき、或いは公称電力及び
光束を同じにした場合には寸法を小さくしたランプを設
計しうる。
既知で効果が確かめられている技術によりガラスカプセ
ル内に収容すると、製造が簡単で信頼的となり、既知の
ランプに比べて、ランプを廉価にしうるという利点が得
られる。この場合、充填気体の圧力を、シリコン双方向
性電圧トリガスイッチを構成する組成の解離及び蒸発の
双方又はいずれか一方が防止されるような圧力とする。
気体の組成は、ランプ点灯中の一般的な状態の下でシリ
コン双方向性電圧トリガスイッチの組成との反応が行わ
れないように選択する。適切な気体は希ガス、窒素、酸
素及びSF6 である。充填気体は単一の気体とすることが
できるも、複数の気体の組合せとすることもできる。上
述したように、別個のカプセル封じ体を用いる代わりに
外側管自体に適切な気体を充填することが考えられる。
これにより、シリコン双方向性電圧トリガスイッチの解
離や蒸発に対する等価な保護を達成しうる。又、シリコ
ン双方向性電圧トリガスイッチの加熱も外側管中に入れ
た気体の対流及びこれによる熱伝導の結果として可成り
減少しうる。しかしこの対流及び熱伝導が熱損失を伴う
為、ランプの発光効率に影響を与える。従って、上述し
た解決策は種々の高圧放電ランプにとってあまり適して
いない。しかし一方では、対流及び熱伝導が高まること
によりランプの設計自由度を大きくし、従って寸法を同
じにした場合には公称電力を増大させこれに対応して光
束を増大させたランプを設計でき、或いは公称電力及び
光束を同じにした場合には寸法を小さくしたランプを設
計しうる。
【０００８】シリコン双方向性電圧トリガスイッチを装
着するのに、ハーメチック封じされ気体が充填されたカ
プセルを用いることにより本発明のこの手段を一般に高
圧放電灯に適用しうるという本発明の他の利点が得られ
る。
着するのに、ハーメチック封じされ気体が充填されたカ
プセルを用いることにより本発明のこの手段を一般に高
圧放電灯に適用しうるという本発明の他の利点が得られ
る。
【０００９】前記のカプセルに放射反射層を設けること
によりランプを更に改善することができる。このように
することにより、ランプの点灯状態中のシリコン双方向
性電圧トリガスイッチの加熱が簡単且つ有効に可成り減
少される。放射反射層は外部又は内部のいずれかに設け
ることができる。点弧回路が電圧依存キャパシタをも有
する場合には、このキャパシタをシリコン双方向性電圧
トリガスイッチと一緒にカプセル内に装着するのが好ま
しい。又、この電圧依存キャパシタは、通常これをディ
スク状として放電容器の長手軸線がこの電圧依存キャパ
シタとほぼ共平面に位置するように配置する。このよう
にすることにより、キャパシタへの放射の照射が最少と
なる。
によりランプを更に改善することができる。このように
することにより、ランプの点灯状態中のシリコン双方向
性電圧トリガスイッチの加熱が簡単且つ有効に可成り減
少される。放射反射層は外部又は内部のいずれかに設け
ることができる。点弧回路が電圧依存キャパシタをも有
する場合には、このキャパシタをシリコン双方向性電圧
トリガスイッチと一緒にカプセル内に装着するのが好ま
しい。又、この電圧依存キャパシタは、通常これをディ
スク状として放電容器の長手軸線がこの電圧依存キャパ
シタとほぼ共平面に位置するように配置する。このよう
にすることにより、キャパシタへの放射の照射が最少と
なる。
【００１０】シリコン双方向性電圧トリガスイッチを電
圧依存キャパシタと組合せて用いることにより極めて高
い電圧パルスを発生せしめうるようになる。このように
構成した点弧回路では、ハーメチック封じされたカプセ
ルに少なくとも0.5 気圧の圧力でSF6 を充填するのが
好ましい。
圧依存キャパシタと組合せて用いることにより極めて高
い電圧パルスを発生せしめうるようになる。このように
構成した点弧回路では、ハーメチック封じされたカプセ
ルに少なくとも0.5 気圧の圧力でSF6 を充填するのが
好ましい。
【００１１】他の例では、点弧回路にヒューズをも設け
ることができる。この場合、キャパシタの短絡のような
不所望な状態の下でもヒューズが溶けることにより、過
大電流が流れる安定器の過負荷を防止しうる。このヒュ
ーズはカプセル内に設けることができる。
ることができる。この場合、キャパシタの短絡のような
不所望な状態の下でもヒューズが溶けることにより、過
大電流が流れる安定器の過負荷を防止しうる。このヒュ
ーズはカプセル内に設けることができる。
【００１２】
【実施例】図１は、口金31が取付けられた外側管30によ
り空所を介して取囲まれた放電容器３と、シリコン双方
向性電圧トリガスイッチ６を有する点弧回路10とが設け
られた本発明によるランプ２を示す。シリコン双方向性
電圧トリガスイッチ６はハーメチック封じされたガス充
填ガラスカプセル11内に装着されている。放電容器３に
は、ランプ電極４及び５が設けられ、ランプの点灯状態
中これら電極間で放電が行われる。ランプ電極４は剛固
な電流導体40を介して口金31のランプ接続点Ｃに接続さ
れている。同様に、ランプ電極５は剛固な電流導体50を
介して口金31のランプ接続点Ｄに接続されている。点弧
回路10には更にヒューズ７と電圧依存キャパシタ８とが
設けられている。この場合、電圧依存キャパシタ８はシ
リコン双方向性電圧トリガスイッチ６と一緒にガラスカ
プセル11内に装着されている。
り空所を介して取囲まれた放電容器３と、シリコン双方
向性電圧トリガスイッチ６を有する点弧回路10とが設け
られた本発明によるランプ２を示す。シリコン双方向性
電圧トリガスイッチ６はハーメチック封じされたガス充
填ガラスカプセル11内に装着されている。放電容器３に
は、ランプ電極４及び５が設けられ、ランプの点灯状態
中これら電極間で放電が行われる。ランプ電極４は剛固
な電流導体40を介して口金31のランプ接続点Ｃに接続さ
れている。同様に、ランプ電極５は剛固な電流導体50を
介して口金31のランプ接続点Ｄに接続されている。点弧
回路10には更にヒューズ７と電圧依存キャパシタ８とが
設けられている。この場合、電圧依存キャパシタ８はシ
リコン双方向性電圧トリガスイッチ６と一緒にガラスカ
プセル11内に装着されている。
【００１３】図２には図１の対応する部分を同一符号を
付して示してある。Ａ及びＢは交流電圧源を接続するた
めの接続点である。接続点Ａは安定器１を介してランプ
接続点Ｃに接続される。接続点Ｂはランプ接続点Ｄに接
続される。シリコン双方向性電圧トリガスイッチ６、ヒ
ューズ７、電圧依存キャパシタ８、抵抗９及び12、及び
バイメタルスイッチ13を有する回路より成る点弧回路10
は安定器１と相俟って既知のようにランプ接続点Ｃ及び
Ｄ間に、従ってランプ電極４及び５間に点弧パルスを生
じる。
付して示してある。Ａ及びＢは交流電圧源を接続するた
めの接続点である。接続点Ａは安定器１を介してランプ
接続点Ｃに接続される。接続点Ｂはランプ接続点Ｄに接
続される。シリコン双方向性電圧トリガスイッチ６、ヒ
ューズ７、電圧依存キャパシタ８、抵抗９及び12、及び
バイメタルスイッチ13を有する回路より成る点弧回路10
は安定器１と相俟って既知のようにランプ接続点Ｃ及び
Ｄ間に、従ってランプ電極４及び５間に点弧パルスを生
じる。
【００１４】放電容器３には点弧促進用として外部補助
電極5aを設けることができる。
電極5aを設けることができる。
【００１５】バイメタルスイッチ13はランプの非点弧状
態で閉じられ、ランプの点灯状態では熱が発生する為
に、この点灯状態で開放される。他の例では、このバイ
メタルスイッチをランプの点灯状態で補助電極5aとラン
プ電極５との間の電気接触が釈放されるように構成する
こともできる。又、バイメタルスイッチ13の開放状態で
は、このバイメタルスイッチの作用の下で補助電極5aを
たわませてこの補助電極が放電容器３から著しく離れる
ようにすることもできる。
態で閉じられ、ランプの点灯状態では熱が発生する為
に、この点灯状態で開放される。他の例では、このバイ
メタルスイッチをランプの点灯状態で補助電極5aとラン
プ電極５との間の電気接触が釈放されるように構成する
こともできる。又、バイメタルスイッチ13の開放状態で
は、このバイメタルスイッチの作用の下で補助電極5aを
たわませてこの補助電極が放電容器３から著しく離れる
ようにすることもできる。
【００１６】抵抗９及び12は、バイメタルスイッチ13が
開放状態にある場合でも電圧依存キャパシタ８が常に放
電しうるようにする作用をする。
開放状態にある場合でも電圧依存キャパシタ８が常に放
電しうるようにする作用をする。
【００１７】抵抗９は、点弧パルスが電源電圧の瞬時値
に関連して発生する瞬時の再現性を高める作用をする。
に関連して発生する瞬時の再現性を高める作用をする。
【００１８】本発明によるランプの実際例では、ランプ
を定格電力で150 Ｗの高圧ナトリウム放電ランプとし
た。放電容器にはナトリウム及び水銀に加えて300 Ｋの
温度で27 KPaの圧力でキセノンを包含させた。このラン
プをAdvance Transformer 社製の 71A3002型の水銀−CW
A 175W−安定器を介して120 Ｖ、60Ｈｚの電圧源で動作
させた。放電容器には外部補助電極を設けた。
を定格電力で150 Ｗの高圧ナトリウム放電ランプとし
た。放電容器にはナトリウム及び水銀に加えて300 Ｋの
温度で27 KPaの圧力でキセノンを包含させた。このラン
プをAdvance Transformer 社製の 71A3002型の水銀−CW
A 175W−安定器を介して120 Ｖ、60Ｈｚの電圧源で動作
させた。放電容器には外部補助電極を設けた。
【００１９】点弧回路はシリコン双方向性電圧トリガス
イッチとして新電元社により製造されたK1-V-151 SIDAC
（登録商標）を以って構成し、これをTDK 社製の電圧依
存キャパシタと一緒に、ガス充填気密ガラス容器内に装
着した。ディスク状のキャパシタを放電容器の隣接端か
ら約20mmの距離で且つ放電容器の長手軸線とほぼ共平面
に配置した。ガス充填は室温で0.5 気圧のSF6 で行っ
た。
イッチとして新電元社により製造されたK1-V-151 SIDAC
（登録商標）を以って構成し、これをTDK 社製の電圧依
存キャパシタと一緒に、ガス充填気密ガラス容器内に装
着した。ディスク状のキャパシタを放電容器の隣接端か
ら約20mmの距離で且つ放電容器の長手軸線とほぼ共平面
に配置した。ガス充填は室温で0.5 気圧のSF6 で行っ
た。
【００２０】点弧回路は電源電圧の各零点通過後約１ミ
リ秒で約2.5 KVの点弧電圧パルスを発生した。これによ
りランプが迅速且つ信頼的に点弧した。このランプは通
常の設備で高圧水銀ランプの代わりに点灯させるのに適
しており、従って175W高圧水銀ランプの代わりに用いる
ことができるということを確かめた。
リ秒で約2.5 KVの点弧電圧パルスを発生した。これによ
りランプが迅速且つ信頼的に点弧した。このランプは通
常の設備で高圧水銀ランプの代わりに点灯させるのに適
しており、従って175W高圧水銀ランプの代わりに用いる
ことができるということを確かめた。
【図１】 本発明による放電ランプの一例を示す線図で
ある。
ある。
【図２】 図１のランプと安定器との回路を示す線図で
ある。
ある。
１ 安定器 ２ ランプ ３ 放電容器 ４，５ ランプ電極 ５ａ 外部補助電極 ６ シリコン双方向性電圧トリガスイッチ ７ ヒューズ ８ 電圧依存キャパシタ ９，１２ 抵抗 １０ 点弧回路 １１ ガラスカプセル
フロントページの続き (72)発明者 ヘラルダス マリヌス ヨセフス フラ ンシスカス ルエイクス オランダ国 5621 ベーアー アインド ーフェンフルーネバウツウェッハ１ (72)発明者 フベルタス アーノルダス マルチヌス クーネン オランダ国 5621 ベーアー アインド ーフェンフルーネバウツウェッハ１ (56)参考文献 特開 昭59−35354（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 61/54 H01J 61/34
Claims (3)
- 【請求項１】 口金が取付けられた外側管により空所を
介して取囲まれた放電容器と、シリコン双方向性電圧ト
リガスイッチを有する点弧回路とが設けられた高圧放電
灯において、 前記のシリコン双方向性電圧トリガスイッチが、前記の
外側管内で、しかも気体が充填されハーメチック封じさ
れたカプセル内に装着されていることを特徴とする高圧
放電ランプ。 - 【請求項２】 請求項１に記載の高圧放電ランプにおい
て、前記のカプセルに放射反射層を設けたことを特徴と
する高圧放電ランプ。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の高圧放電ランプ
において、前記の点弧回路はシリコン双方向性電圧トリ
ガスイッチと一緒に前記のカプセル内に装着された電圧
依存キャパシタをも具えていることを特徴とする高圧放
電ランプ。
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