JP3608310B2 - 高圧放電ランプおよび点灯回路装置ならびに照明器具 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、外管内に2本の発光管を収容した高圧放電ランプ、およびこの高圧放電ランプの点灯回路装置、ならびにこれら高圧放電ランプと点灯回路を備えた照明器具に関する。
【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ランプは、点灯中に発光管内の水銀や封入発光金属および始動ガスの蒸気圧が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の蒸気圧が低下し、内圧が所定レベル以下に下がるのを待つ必要がある。たとえば高圧ナトリウムランプの場合は再始動時間として外部始動形が約1分、内部始動形が約10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ない。
【0003】
したがって、たとえば一瞬の停電等があると、白熱電球や蛍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ランプの場合はフルパワーを発揮するまでに10分以上も待たなければならず、道路照明、トンネル内照明等に用いた場合は不便であり、また、安全上も危険である。
【0004】
これを改善するため、米国特許第4,287,454号明細書には、外管内に2本の発光管を収容して電気的に並列に接続し、これら発光管の一方を点灯させるようにした高圧ナトリウムランプが提案されている。
【0005】
ところで、こうした高圧ナトリウムランプの発光管の支持としては、2本の発光管を並行に配置して、この両端部を支持プレートで支持させ、これら支持プレート間に発光管と並行に支持棒を挿通し、この支持棒を外管のステムに支持させることで行われている。
【0006】
ところが、こうした高圧ナトリウムランプは、2本の発光管が並行した相互が大きく重なるレイアウトとなるため、点灯中、隣合う発光管の影が大きく、その分、光量が低下してランプの性能に影響を与える問題があった。
【0007】
そこで、このような発光管相互の重なりを解消する手段として、たとえば特開平4−218255号公報には2本の発光管をX状に交差するよう鉛直方向に傾斜して外管内に配設させることが示されている。
【0008】
このように2本の発光管をX状に交差させると、不点灯側の発光管の存在による影は小さくなって、ランプ軸周りの配光むらを大幅に改善できたが、中には光束の低下を来たすものが散見されるようになった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
この光束の低下の原因について検討したところ、放電ランプの発光管は通常点灯時に中央部が最も昇温するが、このようにX状に交差させると重なり合う中央部がさらに高温度となることが分かった。これは点灯状態にある発光管からの放射熱が消灯状態にある他方の白色系セラミック製の発光管に当り反射され、再び点灯状態にある発光管に戻るためで、その中央部はもともと高温で、かつ、近接しているため過度の高温度になり易い。そして、発光管が過度の高温度になると、発光管内に発光金属として封入したナトリウムが発光管バルブを形成する材料のアルミナと反応して消失してしまい、このナトリウム量の不足に起因して光束の低下が生じることが分かった。
【0010】
本発明は上述した事情に鑑みなされたもので、発光管の過度の温度上昇が抑制できることおよび不点灯側の発光管の存在による影の発生をさらに小さくすることができる高圧放電ランプ、およびこのランプの点灯回路、ならびにこのランプと点灯回路とを備えた照明器具を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に記載の高圧放電ランプは、外管と、この外管内において管軸に対して交差する方向に互いに捩れて延在し、相互の少なくとも一方の端部が近接され中間部において上記端部間より離間して配設された第1および第2の2本の発光管とを具備していることを特徴としている。
【0012】
2本の発光管を略V字形状や略ハ字形状などに配置して、2本の発光管を光出力の高いバルブの中央部で交差させることなく、中央部より光出力の低い互いの端部において交差あるいは近づけた構成で、消灯している発光管が遮って作る影の面積を小さくすることができる。
【0013】
本発明の請求項2に記載の高圧放電ランプは、外管と、この外管内において管軸に対して交差する方向に互いに捩れて延在し、相互の一方および他方の端部が近接され中間部において離間して配設された第1および第2の2本の発光管とを具備していることを特徴としている。
【0014】
2本の発光管を略菱形状や略0字形状などに配置して、2本の発光管を光出力の高いバルブの中央部で交差させることなく、中央部より光出力の低い互いの両端部において交差あるいは近づけた構成で、消灯している発光管が遮って作る影の面積を小さくすることができる。
【0015】
本発明の請求項3に記載の高圧放電ランプは、第1および第2の2本の発光管の近接部は、互いに他方の発光管の電極先端より突出してない位置で交差していることを特徴としている。
【0016】
発光管は電極間でもって主に放電が形成されこの間は光出力も高いが、電極より端部までの間は中央部に比べ光出力が低い。特に、この光出力の低い電極の下方で互いを交差あるいは接近させておけば、光束の損失は少ないとともにその影面積も小さい。
【0017】
本発明の請求項4に記載の高圧放電ランプは、請求項1ないし3のいずれか一に示すように発光管が配置され、第1および第2の発光管が、外管の管軸を中心軸として回転して見たときに、第1の発光管と重なる部分に相当する投影面積が第1の発光管自体の最大投影面積の10〜50%の範囲となるように配設された第2の発光管とを具備していることを特徴としている。
【0018】
互いの発光管が重なり合う部分の投影面積比を規制することによって、ランプ周囲に放射される光の、最も明るい部分と暗く陰影となる部分との照度差を実用上問題ない程度に抑制できる。
【0019】
本発明の請求項5に記載の高圧放電ランプは、請求項1ないし3のいずれか一に示すように発光管を配置し、各発光管に極性を異ならせた近接導体が付設されていることを特徴としている。
【0020】
始動が容易に行え、始動電圧を低下させることができる。
【0021】
本発明の請求項6に記載の高圧放電ランプは、請求項1ないし3のいずれか一に示すように発光管を配置し、発光管に近接導体が付設されているとともに外管内には発光管と並列接続された始動器が設けられていることを特徴としている。
【0022】
始動器内蔵形の放電ランプで、始動器が外管内にあるので点灯回路装置を簡素化できる。始動器としては、点灯管、バイメタルスイッチの他、非線形コンデンサ等の半導体スイッチを使用することができる。
【0023】
本発明の請求項7に記載の高圧放電ランプは、請求項1ないし3のいずれか一に示すように配置された、外管内の2本の発光管が同品種であることを特徴としている。
【0024】
同品種、同定格の発光管の始動を一つの始動器で行わせることができ、2本の発光管を選択的に等しい割合の確率で点灯させることができる。
【0025】
本発明の請求項8に記載の高圧放電ランプは、請求項1ないし3のいずれか一に示すように配置された、外管内の2本の発光管が異品種であることを特徴としている。
【0026】
異品種の発光管を選択的に点灯させ、所望の発光色、明るさなどを発することができる。
【0027】
本発明の請求項9に記載の点灯回路装置は、請求項1ないし請求項8のいずれか一に記載の2本の発光管を外管内に有する高圧放電ランプと、これら各発光管を点灯させる点灯手段とを備えていることを特徴としている。
【0028】
外管内に電気的に並列に接続した状態で収納された発光管の近接導体を互いに極性が異なるように接続し、正極性および負極性の始動パルス電圧が重畳された交流電圧を印加して、いずれか一方の発光管を点灯させるようにしている。
【0029】
本発明の請求項10に記載の点灯回路装置は、点灯手段が交流電源と、上記放電ランプの口金の端子との間に接続した給電線に介在されたインピーダンスをもつチョークコイルとを備えていることを特徴としている。
【0030】
発光管をチョークコイルでもって安定点灯させることができる。
【0031】
本発明の請求項11に記載の点灯回路装置は、請求項1ないし請求項7のいずれか一に記載の2本の発光管を外管内に有する高圧放電ランプと、これら各発光管をほぼ等しい確率で点灯させる点灯手段とを備えていることを特徴としている。 ほぼ等しいインピーダンスをもつチョークコイルを2分割して介在させるようにした場合は、始動パルスの極性が追従して、同じ確率でいずれか一方の発光管を点灯させることができる。
【0032】
本発明の請求項12に記載の点灯回路装置は、点灯手段が交流電源と、上記放電ランプの2本の発光管との間に接続された一対の給電線の各線に介在されたほぼ同じインピーダンスをもつチョークコイルとを備えていることを特徴としている。
【0033】
一対の給電線の各線にほぼ等しいインピーダンスをもつチョークコイルを2分割して介在させるようにした場合は、始動パルスの極性が追従して、同じ確率でいずれか一方の発光管を点灯させることができる。
【0034】
本発明の請求項13に記載の照明器具は、器具本体と、この器具本体に収納された請求項1ないし請求項8のいずれか一に記載の2本の発光管を外管内に有する高圧放電ランプと、請求項9ないし請求項12のいずれか一に記載の点灯回路装置とを具備していることを特徴としている。
【0035】
この照明器具は上記請求項1ないし請求項12に記載された作用を奏する。
【0036】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1(a)、(b)は本発明に係わる高圧放電ランプ、たとえば始動器内蔵形の高圧ナトリウムランプLを示し、図1(a)は正面図、図1(b)は側面図、図2はランプL始動時の電流の流れ、図3はバイメタルスイッチの動作の説明図である。
【0037】
図1中、1は高圧ナトリウムランプLの外管で硬質ガラスなどの材料で略直管状に形成され、一端は閉塞されているとともに他端にはステム2が封止され、この封止部(図示しない。)にはシェル部31およびアィレット端子32を有する口金3が取付けられている。また、外管1内には第1および第2の2本の発光管4A、4Bが収容されている。
【0038】
これら発光管4A、4Bはたとえば多結晶アルミナまたは単結晶アルミナなどのセラミックス管からなるバルブ41の両端開口部に閉塞体としてセラミックスやニオビウムなどからなるディスク状のエンドプレートを気密に接合し、これらエンドプレートに電極5、5を封着して構成されている。
【0039】
なお、上記の各電極5、5は公知のように電極軸51にコイル部52を巻装して構成し、所定のエミッターを保持しており、このような電極5、5は導電構体53、53、…に接続されている。これら導電構体53、53、…はそれぞれバルブ41端部のエンドプレートから外部に突出されている。また、このような発光管4バルブ41の内部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。
【0040】
そして、上記第1および第2の2本の発光管4A、4Bは、図面に示されるように正面から見たとき外管1の軸心と並行に配設され、側面から見たとき下方側が近接し上方が捻れて離間した約6度の開き角度の略V字形状に配設されていて、ランプLの管軸を中心として周りから見たとき両発光管4A、4Bが全く重複することなく、2ケ所において端部が僅かに重なる程度である。
【0041】
図において上記発光管4A、4Bのそれぞれ上側に位置する導電構体53、53内には、耐熱性金属からなるロッド54、54が移動自在に挿入され、このロッド54、54がニオビウムやタンタルなどの耐熱性金属からなるバルブホルダー61に固定され、このバルブホルダー61は他方のサポートワイヤー6Bに機械的に連結されている。また、55、55は導電構体53、53とロッド54、54とを電気的に接続するワイヤである。また、図において上記発光管4A、4Bのそれぞれ下側に位置する導電構体53、53は、ニオビウムやタンタルなどからなるバルブホルダー62を介して一方のサポートワイヤー6Aに機械的に連結されている。また、68は上記サポートワイヤー6A、6B間に固定されたバルブホルダー62による短絡を防ぐインシュレーターである。なお、上記ロッド54は発光管4A、4Bの点灯、消灯によるバルブ41の熱伸縮を吸収する作用を有する。
【0042】
このような接続構造の発光管4A、4Bは互いに電気的に並列に接続されているものである。つまり、上記サポートワイヤー6A、6Bは導電性の線材からなり、上端部および下端部においてインシュレーター63を介して相互に絶縁状態で連結されている。また、サポートワイヤー6A、6Bの上端近傍には外管1の内面と当接する弾性板64、64が設けられている。
【0043】
また、上記サポートワイヤー6A、6Bの下端部は、ステム2の封着線21A、21Bに接続した内部導入線22A、22Bに溶接して支持されている。また、封着線21A、21Bの他端に溶接された外部導入線23A、23Bは口金3のシェル部31およびアイレット端子32に溶接やろう付けなどにより接続されている。
【0044】
また、65Aは始動補助導体用熱応動体としてのバイメタルで、サポートワイヤー6Aに一端が固定され、先端部が発光管4Aの上部電極付近にまでくるように設けられている。そして、このバイメタル65Aの先端部には略L字形に曲げて形成された近接導体66Aの一端が連結されている。この近接導体66Aは上部電極付近から発光管4Aと平行して配設され、途中から曲がってその先端部はサポートワイヤー6A中間部のホルダ67に回動自在に支持されている。
【0045】
さらに、65Bは始動補助導体用熱応動体としてのバイメタルで、サポートワイヤー6Bに一端が固定され、先端部が発光管4Bの下部電極付近にまでくるように設けられている。そして、このバイメタル65Bの先端部には略L字形に曲げて形成された近接導体66Bの一端が連結されている。この近接導体66Bは下部電極付近から発光管4Bと平行して配設され、途中から曲がってその先端部はサポートワイヤー6B中間部のホルダ67に回動自在に支持されている。
【0046】
これら近接導体66A、66Bはたとえばニオビウムやタンタルなどの耐熱性金属から構成される。なお、この近接導体66A、66Bの電極側は、少なくとも電極先端から2mm以内に配置されるようにしてある。
【0047】
また、バイメタル65A、65Bは対応する発光管4A、4Bが点灯すると、その熱により湾曲し、このため近接導体66A、66Bは発光管4A、4Bから離間する方向に回動する。このように近接導体66A、66Bが発光管4A、4Bから離間している状態では、近接導体66A、66Bの発光管4A、4Bに対する始動補助機能としての機能は損なわれる。
【0048】
また、発光管4A、4Bの下部電極付近から離間した位置に始動器7を構成するバイメタルスイッチ71が配設されている。このバイメタルスイッチ71と発光管4A、4Bとの間にはコイル状のヒータ72が配設されている。
【0049】
このバイメタルスイッチ71の一端は金属棒73の一端に連結されている。さらにこの金属棒73の他端は絶縁体よりなる支持体74に連結されている。また、バイメタルスイッチ71の他端には棒状スイッチ端子75が連結されている。
【0050】
さらに、上記支持体74には金属よりなるL字状スイッチ端子76の下端部が連結されている。このL字状スイッチ端子76の下端部は金属よりなるホルダ77によりサポートワイヤー6Aから支持されている。つまり、上記支持体74もこのホルダ77により支持される。なお、72A、72A、…は支持体74に取付けられたヒータ72を保持するアンカである。
【0051】
また、ヒータ72は金属棒73の下端部に接続される。ヒータ72の他端は導線78を介してサポートワイヤー6Bに接続されている。
【0052】
なお、ヒータ72に通電されていない状態では、バイメタルスイッチ71は真っ直ぐ延びた形状をしているため、棒状スイッチ端子75とスイッチ端子76のスイッチ部79は接触した状態にある。一方、ヒータ72に通電されると、バイメタルスイッチ71はヒータ72側に曲がるように変形する。つまり、バイメタルスイッチ71は開状態となる。
【0053】
なお、図中8、8はリングゲッタを示す。また、外管1内は1/10000トール程度の高真空に保たれている。
【0054】
つぎに、上記構成の高圧ナトリウムランプLの動作について、さらに図4の点灯回路装置を加え参照して説明する。なお、図4はランプLの主要部分のみ記載し、他の部分は省略してある。
【0055】
図4においてSは交流電源、S1、S2はこの電源Sの両極に接続された給電線で、他端はそれぞれインピーダンスをもつチョークコイル形安定器T1、T2(両チョークコイル形安定器のインピーダンスはほぼ等しい。)を介してランプL外管1の口金3の端子部31、32に接続される。なお、ランプLは主要部分のみ記載し、他の部分は省略してある。
【0056】
高圧ナトリウムランプLは外管1内に始動器7が内蔵され、近傍に始動補助用の近接導体66A、66Bが対称に、しかもそれぞれ極性の異なった電位が付勢されるように付設された2本の発光管4A、4Bが電気的に並列接続されている。
始動時にはサポートワイヤー6A−ホルダー77−スイッチ端子76−スイッチ部79−棒状スイッチ端子75−バイメタルスイッチ71−金属棒73−ヒータ72−導線78−サポートワイヤー6Bを経て電流が流れヒータ72が加熱される。そして、この状態が継続すると、ヒータ72の熱によりバイメタルスイッチ71が湾曲してスイッチ部79から離間する。このバイメタルスイッチ71の開放時にキック電圧が発生し、このキック電圧によるパルスがチョークコイル形安定器T1およびT2を介する交流電源Sに重畳される。このパルスの発生で第1の発光管4Aまたは第2の発光管4Bのいずれかが点灯する。
【0057】
そして、このようなバイメタルスイッチ71およびヒータ72からなる始動器7により発生されるパルスは、交流電源Sの正負の極性にともなって正および負の高圧パルスを発生するから、数百回以上の始動を想定すれば、各発光管4A、4Bの始動補助用の近接導体66A、66Bに負極性のパルスが印加される確率は約50%になり、各発光管4A、4Bが点灯する確率は約50%になると推定される。
【0058】
このため、一方の発光管4Aか4Bの使用頻度が高くなるのが防止され、一方の発光管4Aか4Bでナトリウムの消失が進んでランプ電圧の上昇が発生したり、早期に発光特性が劣化する等の不具合がなくなり、実質的に1本の発光管を収容したランプLに比べて寿命が2倍にのびることになる。
【0059】
しかも、一方の発光管の点灯時に一瞬の停電によりこれが消灯し、この停電が解消されたときには、これまで点灯していなかった内部圧力の低い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。
【0060】
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、一瞬消灯しても短時間の内に回復するので安全性を高めることができる。
【0061】
なお、発光管が点灯すると、バイメタルが加熱されて変形し、近接導体66A、66Bはそれぞれ発光管4A、4Bから離れる。よって、発光管から放射される光を近接導体66A、66Bが遮る割合が低減される。
【0062】
そして、このランプLの一方の発光管4Aが点灯したとき、発光管4A、4Bで相互が重なる部分は図1において下方端部の一部で、この発光管4Aの電極5から端部寄りは放電路より外れたもともと中央部に比べて発光量が低い部分であり、非発光の発光管4Bの遮光は僅かで、ランプLの管軸周りにおける配光むらの程度も低減できる。したがって、最も発光量の多い発光管4A中央部の放射光の損失はなく、また、中央部の近接による発光管4Aの過度の昇温もなくバルブ11材料のアルミナと発光金属のナトリウムとの反応が抑制され、ナトリウムの消失を防ぐことができ、ランプ点灯電圧の上昇や光束の低下の少ない長寿命の高圧ナトリウムランプLを提供できる。
【0063】
なお、略V字形状に拡開させた2本の発光管の近接部は中央部に比べ光出力が低い、互いに他方の発光管の電極先端より突出していない状態の位置で交差あるいは接近させておくことが好ましく、この位置以下であれば、光束の損失は少ないとともにその影面積も小さい。
【0064】
そして、下の表1および表2は発光管4A、4Bが、本発明に係わる図1に示す端部において近接した構成のランプL(V字形状)と、発光管4A、4Bの中央部において交差している構成のランプL(X字形状)について、配光のむらを表したものである。表1において、角度は点灯している発光管と、消灯している発光管との開拡角度は約6度で、照明器具直下における配光のむらを比較している。また、表2は上記(V字形状)と(X字形状)のランプLの光束(X字形状のランプLを100%として)を対比して示す。
【0065】
【表1】
【表2】
これら表1、2から明らかなように、本発明によるランプLは配光むらの低減および光束の向上が確認できた。
【0066】
また、図1(a)および(b)に示す相互の発光管4Aおよび4Bのバルブ41,41の一端部が重なった構成の高圧ナトリウムランプLにおいて、その重なり合う部分の面積、ここでは発光管4Aおよび4Bが投影する面積の重なり合う部分についてどの程度まで許容できるかを検討した。
【0067】
すなわち、相互の発光管4Aおよび4Bは少なくとも一方が傾斜され、実用上発光管4Aおよび4Bの両者とも傾斜して対称的に配置され、この正対称位置で見ていて、この位置で最も重なり合いが多いと、外管1の管軸を中心として外管1を回転して、ここを0度としたとき両者の重なりは90度、270度で中度で、180度で最も多くなる。
【0068】
これは、図5に示すように、一方の発光管4Aを点灯したとき(他方の発光管4Bは消灯している。)前方に全く他方の発光管が存在しない最高光放射方向の発光強度(照度を測定)を100%としたときの外管1周囲への光放射強度である。(測定は点灯させた発光管4Aの中心付近を横断する部分で行った。)
そして、発光管4Aおよび4Bのバルブ41の全体に対する重なり度合(割合)が、図5(a)は5%、図5(b)は10%、図5(c)は50%、図5(d)は55%の場合を示す。なお、図中各図で100%位置がずれているのは、各個のランプLの測定に際して、ランプLの取付位置が異なっているためで、周囲の表示角度とともに絶対値的には関係ない。
【0069】
この図5(a)〜(d)から明らかなように、重なり度合(割合)が5%の場合は、両発光管4A、4Bの開き角度が大きいため各発光管4A,4Bと外管1軸との距離の差が大きくなり易く発光強度のばらつきは約25%と大きい。また、重なり度合(割合)が10〜50%の場合は、裏側の発光強度の低下が約12〜14%程度で明暗差は小さく実用上問題ない。さらに、重なり度合(割合)が55%程度と他方の発光管の半分以上に重なると、裏側の発光強度の低下は約23〜24%程度で明暗差が大きくなり、両発光管4A、4Bの重なり度(割合)が、10〜50%程度であれば実用上問題なかった。
【0070】
また、図6は重なり度合(割合)と最も暗い部分と最も明るい部分との比率とを対比して示すグラフで、横軸に発光管の投影面積に対する重なる部分の面積比率(%)を、縦軸に重なり度合(割合)すなわち最も暗い部の発光強度と最も明るい部分の発光強度(最暗部の発光強度/最明部の発光強度)比率(%)をとった。この図からも明らかなように、重なり度合(割合)が10〜50%の範囲内であれば、発光強度の明暗差(ばらつき)は約9〜13%程度で明暗差は小さく実用上問題はなかった。
【0071】
また、図1(a)および(b)に示す構成の高圧ナトリウムランプLにおいて、消灯中の発光管たとえば4Aの近接導体66Aに連結されたバイメタル65Aは発光管4Aのバルブ41の外管1寄りの部分に配置されるのが好ましい。これは、寿命末期に発光管4Bが立ち消えした場合でも、他方の発光管4Bと離間した他の部分より温度の低い位置にあるバイメタル65Aは発光管4Aに近接しているので、再始動時に発光管4A内にパルスを重畳して確実に点灯させることができる。このバイメタル65Aが他方の発光管4Bに近く点灯中の加熱が大きいと発光管4Bから離れていて、再始動時必ずしも発光管4Aが点灯せず、発光管4B側が再点灯して立ち消えを繰り返えしてしまうという不具合を生じる虞がある。 また、始動器7に近い箇所に設けられる発光管4Bの近接導体66Bに連結されたバイメタル65Bは、始動器7のヒータ72からの熱的影響が大であるので、始動器7とは反対側の発光管4Bのバルブ41面に設けた方が好ましい。こうすることによって、始動時に始動器7の繰り返し動作によりヒータ72からの熱でバイメタル65Bが変形して発光管4Bから離間し、発光管4Bの始動電圧の高まるのを防ぐことができる。
【0072】
また、図7は本発明の他の実施の形態を示す高圧放電ランプL1で、図中図1と同一部分には同一の符号を付してその説明は省略する。上述した図1の高圧放電ランプLは外管1内にバイメタルスイッチ71などで構成した始動器7を設けた始動器内蔵形のランプLであったが、図5に示すランプL1は外管1の内部に始動器を有せず外部に始動器を設けたものであって、このランプL1はたとえば図8に示す点灯回路装置に接続され点灯する。また、近接導体66A、66Bはそれぞれサポートワイヤー6A、6Bに接続されたバイメタルを有しない固定形のものである。
【0073】
図8に示す点灯回路装置は交流電源Sに1個のチョークコイル形安定器T1を接続し、このチョークコイル形安定器T1に関連して始動パルス発生装置となる始動器9が設けてある。すなわち、この実施例においては、始動パルス発生装置となる始動器9の作動により、上記チョークコイル形安定器T1の両側にパルス電圧を発生するものである。また、始動パルス発生装置としては、別個にパルストランスを有し、このパルストランスの出力をランプL1に印加するようなものであってもよい。
【0074】
このような点灯回路装置は、ランプL1の始動時に交流電源Sからの交流電圧に、始動パルス発生装置となる始動器9の作動によりチョークコイル形安定器T1に発生されたパルスをそれぞれ重畳してランプL1に印加するようになっている。
【0075】
そしてこの場合、交流電圧の正および負にそれぞれ高圧パルスが加えられ、つまり始動パルスは半サイクル毎に交互に発生する。ランプL1においては、近接導体66Aまたは66Bに負のパルスが加えられたときにこの近接導体側の発光管が始動し易い性質があるので、たとえば口金3のアイレット端子32に正のパルスが印加された場合は、一方の近接導体66Aがマイナスとなり、したがって、これの接近している発光管4Aが始動する。
【0076】
逆に、口金3のシェル部31に正のパルスが印加された場合は、他方の近接導体66Bがマイナスとなり、したがって、これの接近している発光管4Bが始動する。
【0077】
このように、近接導体66Aまたは66Bに正のパルスが印加される確率は50%づつであり、したがって、始動時に各発光管4A、4Bが始動する確率は50%づつになる。
【0078】
この比率は、点灯回数が増えるに応じて均等化されることになり、したがって、一方の発光管4Aか4Bが偏って集中的に始動されることがなくなり、しかも、点灯時に一瞬の停電等が発生しても、これまで点灯していなかった発光管が点灯するなど上述した実施の形態と同様な作用効果を奏する。
【0079】
また、図9および図10は本発明の高圧放電ランプの発光管の他の実施の形態を示し、図中図1および図7と同一部分には同一の符号を付してその説明は省略する。なお、上記実施の形態と異なるのは発光管4A、4Bのバルブ41部分の構成のみであるので、発光管4A、4B部分のみを示す。
【0080】
図9(a)はバルブ41を中間部から折り曲げ略く字形の発光管4A、4Bを形成し、上下の両端部を近接させて略菱形状に配設して構成したもの、図9(b)はバルブ41を湾曲させ円弧形状の発光管4A、4Bを形成し、上下の両端部を近接させて略0字形状に配設して構成したもので、側面から見て両発光管4A、4Bは略V字形に拡開してあっても上下が互い違いに左右に入れ替っていてもよい。また、2本の発光管4A、4Bは同一形状のものを組み合わせたが、たとえば直管形と略く字形等異なる形状のものを組み合わせてもよい。
【0081】
要するに相互の発光管4A、4Bは影が大きくなる中央部を外した箇所で組み合わされ、発光管4A、4Bをどの方向から見ても影が少なくできるよう図10(a)や(b)に側面図で示すように、略ハ字形状に端部を接近させたり、略V字形状に少々交差させる等の構成であればよい。また、両発光管4A、4Bの端部の離間距離が大きい程、影のできる面積は小さくできるが外管1が大きくなってランプが大形化するので、両者を勘案して決めればよい。
【0082】
そして、本発明によれば、一方の発光管の点灯時に一瞬の停電によりこれが消灯し、この停電が解消されたときには、これまで点灯していなかった内部圧力の低い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ことができる。
【0083】
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、一瞬消灯しても短時間の内に回復するので安全性を高めることができる。
【0084】
また、上記の実施例では高圧放電ランプとして同品種、同定格の2本の発光管を封装した高圧ナトリウムランプについて述べたが、以下のようにメタルハライドランプや高圧水銀ランプ等同品種の発光管、あるいは品種の異なる2本の発光管を封装したランプであってもよい。
【0085】
すなわち、建造物や樹木などの景観照明あるいは舞台照明等では照明の演出効果を高めるため、数多くの高圧放電ランプが用いられるため、設備費が嵩み、また、その設置スペースが大きくなる問題があり、これを解消する手段として色温度が異なる発光管を一つの外管内に封装することが試みられている。
【0086】
本発明はこれらのランプへの適用も可能で、たとえば高圧ナトリウムランプと水銀ランプとの直管形の発光管をたとえば略V字形状で同一の外管内に配設して、それぞれの目的や要求される発光色などを放射させるようにしてもよい。なお、このときそれぞれの発光管への点灯回路装置についてはそれぞれ別途に設けてもよい。
【0087】
また、上記実施の形態で説明した本発明の高圧放電ランプは、たとえば図11に示すようなたとえばトンネル内の照明器具Aとして使用される。この図において、Bは略直方体状の筐体、Rはこの筐体B内に設けられた反射鏡でランプLが装着されるソケット(図示しない。)を備えている。Dは安定器等の点灯回路が取付けられた点灯装置、Gはこの筐体Bの下面に設けられた保護ガラスなどのカバー、E、Eはトンネルの天井等への取付部である。
【0088】
このような構成の照明器具Aはトンネル内に取付けて、消灯中の発光管による影の発生が小さく配光特性を向上させることができるとともに、点灯中に一方の発光管が消灯しても他方の発光管が点灯するので、不点時間を短縮して交通の安全を保つことができる。
【0089】
なお、本発明は上記実施の形態の記載に限らず、たとえば近接導体は発光管のバルブの外面に巻回されたものであってもよい。また、発光管を支持するサポートワイヤー等の金属部材が発光管と近接するものにあっては、このサポートワイヤー等の金属部材を近接導体に兼用させてもよく、この場合は別体としての近接導体が不要になる。
【0090】
また、外管内あるいは外管外に発光管と並列して設けられる始動器は実施の形態の構成に限らず、他のパルス発生手段であってもよい。
【0091】
また、外管は一端にステムを封止したものに限らず、ステムを用いずにピンチシールしたものでもよく、また、一端封止に限らず外管の両端を封止し、両端から発光管に給電させるようにしたものであっても差支えない。
【0092】
さらに、照明器具の構成も実施の形態のものに限らず、他の構成であってもよい。
【0093】
【発明の効果】
本発明の請求項1ないし請求項4の記載によれば、互いの発光管の端部において交差あるいは近づけた構成としてあるので、発光量の高い中央部を遮ることなく、消灯している発光管が遮って作る影の面積を小さくすることができる。したがって、点灯時にランプからの配光むらの発生を低減できるとともに光束の向上をはかることができる。
【0094】
本発明の請求項5の記載によれば、始動電圧を低下させることができ、容易に始動させることができる。
【0095】
本発明の請求項6の記載によれば、始動器内蔵形の放電ランプで始動器が外管内にあるので点灯回路装置を簡素化できる。
【0096】
本発明の請求項7の記載によれば、始動を一つの始動器で行わせることができ部品点数が減ってコスト低減ができるとともに、2本の発光管を選択的に等しい割合の確率で点灯させることができ、トンネルや道路照明等において消灯時間を短縮化して安全性の向上がはかれるランプを提供できる。
【0097】
本発明の請求項8の記載によれば、景観照明や舞台照明等の照明効果を狙うのに適する、1個のランプで複種の発光色、明るさ等を変化できるランプを提供できる。
【0098】
本発明の請求項9ないし請求項12の記載によれば、上記ランプのいずれか一方の発光管を同じ確率で安定して点灯させることができる。
【0099】
本発明の請求項13の記載によれば、照明器具に適用して上記請求項1ないし請求項12に記載された効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る始動器内蔵形の高圧ナトリウムランプを示し、図(a)は正面図、図(b)は側面図である。
【図2】図1のランプの始動器部分の電流の流れを示す説明図である。
【図3】図(a)および(b)は図1のランプの始動器部分の動作を示す説明図である。
【図4】本発明に係る高圧ナトリウムランプの点灯回路装置を示す回路図である。
【図5】本発明に係る高圧ナトリウムランプの、発光管の重なり度合(割合)による外管からの発光強度の分布を示すグラフである。
【図6】発光管の重なり度合(割合)と最暗部/最明部の比率とを対比して示すグラフである。
【図7】本発明に係る他の高圧ナトリウムランプを示し、図(a)は正面図、図(b)は側面図である。
【図8】本発明に係る高圧ナトリウムランプの他の点灯回路装置を示す回路図である。
【図9】図(a)および図(b)は本発明に係る他の高圧放電ランプの発光管の概略配置を示す正面図である。
【図10】図(a)および図(b)は本発明に係る他の高圧放電ランプの発光管の概略配置を示す要部の側面図である。
【図11】本発明に係る照明器具を示す斜視図である。
【符号の説明】
L、L1:高圧放電ランプ(高圧ナトリウムランプ)
1:外管
22A、22B:内部導入線
3:口金
4A:第1の発光管
4B:第2の発光管
41:バルブ
5:電極
6A、6B:サポートワイヤー
65A、65B:バイメタル
66A、66B:近接導体
7、9:始動器
71:バイメタルスイッチ
72:ヒータ
S:交流電源
S1、S2:給電線
T1、T2:チョークコイル
A:照明器具
Claims (13)
- 外管と;
この外管内において管軸に対して交差する方向に互いに捩れて延在し、相互の少なくとも一方の端部が近接され中間部において上記端部間より離間して配設された第1および第2の2本の発光管と:
を具備していることを特徴とする高圧放電ランプ。 - 外管と;
この外管内において管軸に対して交差する方向に互いに捩れて延在し、相互の一方および他方の端部が近接され中間部において離間して配設された第1および第2の2本の発光管と:
を具備していることを特徴とする高圧放電ランプ。 - 第1および第2の2本の発光管の近接部は、互いに他方の発光管の電極先端より突出してない位置で交差していることを特徴とする請求項1または請求項2のいずれか一に記載の高圧放電ランプ。
- 第1および第2の発光管は、外管の管軸を中心軸として回転して見たときに、第1の発光管と重なる部分に相当する投影面積が第1の発光管自体の最大投影面積の10〜50%の範囲となるように配設された第2の発光管とを具備していることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一に記載の高圧放電ランプ。
- 各発光管には極性を異ならせた近接導体が付設されていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一に記載の高圧放電ランプ。
- 発光管に近接導体が付設されているとともに外管内には発光管と並列接続された始動器が設けられていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一に記載の高圧放電ランプ。
- 外管内の2本の発光管が同品種であることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか一に記載の高圧放電ランプ。
- 外管内の2本の発光管が異品種であることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか一に記載の高圧放電ランプ。
- 請求項1ないし請求項8のいずれか一に記載の2本の発光管を外管内に有する高圧放電ランプと;
これら各発光管を点灯させる点灯手段と;
を備えていることを特徴とする点灯回路装置。 - 点灯手段が交流電源と、上記放電ランプの口金の端子との間に接続した給電線に介在されたインピーダンスをもつチョークコイルとを備えていることを特徴とする請求項9に記載の点灯回路装置。
- 請求項1ないし請求項8のいずれか一に記載の2本の発光管を外管内に有する高圧放電ランプと;
これら各発光管をほぼ等しい確率で点灯させる点灯手段と;
を備えていることを特徴とする点灯回路装置。 - 点灯手段が交流電源と、上記放電ランプの2本の発光管との間に接続された一対の給電線の各線に介在されたほぼ同じインピーダンスをもつチョークコイルとを備えていることを特徴とする請求項9に記載の点灯回路装置。
- 器具本体と;
この器具本体に収納された請求項1ないし請求項8のいずれか一に記載の2本の発光管を外管内に有する高圧放電ランプと;
請求項9ないし請求項12のいずれか一に記載の点灯回路と;
を具備していることを特徴とする照明器具。
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