JP4316180B2 - High pressure discharge lamp - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧放電ランプに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、高圧放電ランプ、例えば高圧ナトリウムランプは、高圧水銀ランプに比して2倍以上と高効率であることから、省エネルギー時代を迎え、道路、広場、街路等の屋外照明用や、工場、体育館等の屋内照明用として普及が進んでいる。
【0003】
一般的に、高圧ナトリウムランプは、外管内に、両端部に電極が設けられ、かつ内部にナトリウムアマルガムおよびキセノンが封入された発光管と、この発光管に並列に接続された始動装置とが内蔵されているとともに、発光管の外面には始動電圧の上昇を抑制するための始動補助導体が付設されている。定常点灯時、この始動補助導体に特定の電位が印加されていると、発光管内に封入されているナトリウムが発光管内から消失する要因となるので、始動補助導体は定常点灯時、電気的に遮断された状態またはそれに近い状態に維持される。
【0004】
高圧ナトリウムランプの中でも、特に、発光管内に封入されているキセノンの封入圧力が26kPa〜45kPaの高圧ナトリウムランプ(以下、「高圧キセノンタイプの高圧ナトリウムランプ」という)は、高効率であるとともに、ランプ始動時、一方の電極に塗布されている電子放射物質が他方の電極からのイオン衝撃によって飛散するのを抑制することができるので、寿命特性にも優れており、寿命時間12000時間(定格寿命時間)以上を実現している。
【0005】
このような高圧キセノンタイプの高圧ナトリウムランプは、既設の高圧水銀ランプと置換可能であり、かつ低コストであることから、一般的に、高圧水銀ランプ用の銅鉄形リアクタンス安定器を備えた点灯回路と組み合わされて使用されている。
【0006】
次に、従来、このような高圧ナトリウムランプに用いられていた二つのタイプの始動装置について説明する。
【0007】
図5に示すように、一つめのタイプの始動装置30は、常温閉であり、かつバイメタルからなる電流遮断用熱応動スイッチ14と、電流を制限するとともに電流遮断用熱応動スイッチ14を開放させるための加熱用抵抗体15との直列回路を有している(特開昭59−850号公報)。発光管6の外面に付設された始動補助導体8の一端は、常温閉であり、かつバイメタルからなる熱応動スイッチ31を介して発光管6の一方の電極(図示せず)に接続されている。
【0008】
次に、このタイプの始動装置30が内蔵された高圧キセノンタイプの高圧ナトリウムランプ32を、高圧水銀ランプ用の銅鉄形リアクタンス安定器17を備えた点灯回路18と組み合わせて点灯させる場合の始動装置30の動作について説明する。
【0009】
AC電源電圧19が高圧ナトリウムランプ32に印加されると、電流遮断用熱応動スイッチ14は加熱用抵抗体15によって開放される。この開放動作によって電流が遮断され、銅鉄形リアクタンス安定器17には3kV〜4kVの高圧パルス電圧が誘起される。この誘起された高圧パルス電圧と始動補助導体8による始動電圧の低下効果とによって発光管6が始動する。
【0010】
そして、発光管6の始動開始直後、電流遮断用熱応動スイッチ14の開閉動作は停止する。次いで、始動開始1分〜3分後、電流遮断用熱応動スイッチ14が発光管6からの放熱によって開放状態になり、始動装置30が点灯回路18から開放される。一方、熱応動スイッチ31は始動開始5分〜7分後に発光管6からの放熱によって開放状態になり、始動補助導体8は電気的に遮断された状態に移行する。
【0011】
ここで、上記始動装置30の動作において、電流遮断用熱応動スイッチ14は発光管6の始動開始から開放状態になるまでの時間が1分〜3分であるのに対し、熱応動スイッチ31は発光管6の始動開始から開放状態になるまでの時間が5分〜7分と長くなるように設定されている。その理由は次のとおりである。つまり、ランプの再始動時において、熱応動スイッチ31の開放状態から閉状態への復帰時間を電流遮断用熱応動スイッチ14の復帰時間に比して短くなるように設定するためである。これにより、ランプ再始動時において、電流遮断用熱応動スイッチ14が開閉動作を行なうときは、熱応動スイッチ31は必ず閉状態にあり、始動補助導体8が正常に機能する。
【0012】
次に、図6に示すように、二つめのタイプの始動装置33は、常温閉であり、かつバイメタルからなる始動装置開放用熱応動スイッチ21、タングステンフィラメントからなる電流制限用抵抗体22、常温閉であり、かつバイメタルからなるパルス停止用熱応動スイッチ34、電流遮断用の非線形セラミックコンデンサー素子23(NCC素子)、および双方向性半導体スイッチング素子からなる電圧検知型スイッチング素子25が順次接続された直列回路と、パルス停止用熱応動スイッチ34とNCC素子23と電圧検知型スイッチング素子25との直列回路に並列に接続された加熱用抵抗体35と、パルス停止用熱応動スイッチ34に並列に接続され、かつNCC素子23の焦電流による劣化を防止するためのバイパス抵抗体36と、電圧検知型スイッチング素子25に並列に接続された高圧パルスの発振位相を安定化させるための制御抵抗体37とを有している。
【0013】
始動補助導体8の一端には例えば1nFの小容量コンデンサー38を介して発光管6の一方の電極(図示せず)に接続されている。
【0014】
なお、パルス停止用熱応動スイッチ34は、ランプが不点灯になった場合に加熱用抵抗体35によって開放され、パルス発振を停止させる機能を有している。
【0015】
次に、図6に示すように、このタイプの始動装置33が内蔵された高圧キセノンタイプの高圧ナトリウムランプ39を、銅鉄形リアクタンス安定器17を備えた点灯回路18と組み合わせて点灯させる場合の始動装置33の動作について説明する。
【0016】
AC電源電圧19が高圧ナトリウムランプ39に印加されると、NCC素子23の電流スイッチング動作によってリアクタンス安定器17には約2kVの高圧パルス電圧が半サイクル毎に誘起される。この誘起された高圧パルス電圧と始動補助導体8による始動電圧の低下効果とによって発光管6が始動する。
【0017】
発光管6の始動開始直後、NCC素子23に印加される電圧が低下し、NCC素子23の電流スイッチング動作が不能となって高圧パルス電圧発振は停止する。
【0018】
次いで、発光管6からの放熱によって始動装置開放用熱応動スイッチ21が開放状態となり、始動装置33は点灯回路18から開放される。定常点灯時ではこの開放状態が維持される。一方、始動補助導体8は、定常点灯時、小容量コンデンサー38によって電気的に遮断されたのとほぼ同じ状態に維持される。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の高圧キセノンタイプの始動装置内蔵型の高圧ナトリウムランプでは、定格寿命時間12000時間を超える例えば16000時間点灯経過後、発光管6の外面のうち始動補助導体8が付設されている近傍に、発光管6内に封入されていたナトリウムが消失した痕跡である黒斑点が観測され、このナトリウム消失に起因するランプの発光色変化(色温度低下)や、ランプ電圧上昇による立ち消えが発生するという問題があった。
【0020】
この高圧キセノンタイプの始動装置内蔵型の高圧ナトリウムランプは、寿命特性が比較的安定しており、市場におけるランプの実寿命時間がほとんど定格値を超えている。よって、高圧キセノンタイプの始動装置内蔵型の高圧ナトリウムランプにおいて、このナトリウム消失に起因するランプ不良は市場品質面で大きな問題であった。
【0021】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、特にランプ寿命が長い高圧放電ランプにおいて、発光管内に封入されているナトリウムの消失を抑制することができ、ランプの発光色の変化やランプ電圧の上昇による立ち消えが発生するのを防止することができる高圧放電ランプを提供することを目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】
本発明の高圧放電ランプは、両端部に電極を有する発光管と、この発光管に並列に接続された始動装置と、前記発光管の外面に付設された始動補助導体とを備え、前記始動装置は、常温閉のバイメタルからなる第一および第二の遮断用熱応動スイッチと、前記第一および第二の遮断用熱応動スイッチと略同距離で近接して設けられた加熱用抵抗体との直列回路を有し、前記始動補助導体の一端は、前記第一の遮断用熱応動スイッチおよび前記第二の遮断用熱応動スイッチとの間に接続されており、前記直列回路に電流が流れると、前記加熱用抵抗体が発熱し、その伝熱によって前記第一の遮断用熱応動スイッチまたは第二の遮断用熱応動スイッチが開放して、前記直列回路の導通を遮断し、その後、前記発光管が始動した後、前記第一の遮断用熱応動スイッチおよび第二の遮断用熱応動スイッチは、前記加熱用抵抗体からの伝熱による余熱に、前記発光管からの熱が加わってそれぞれ開放し、前記始動補助導体を電気的に遮断する、ことを特徴とする。
また、本発明の高圧放電ランプは、両端部に電極を有する発光管と、この発光管に並列に接続された始動装置と、前記発光管の外面に付設された始動補助導体とを備え、前記始動装置は、前記発光管の始動後、前記始動補助導体を電気的に遮断された状態に移行させるための遮断用熱応動スイッチと、前記遮断用熱応動スイッチに近接して設けられ、かつ前記遮断用熱応動スイッチを開放させるための加熱用抵抗体とを有しているものであって、非線形セラミックコンデンサー素子と、パルス停止機能を兼ね備えた前記遮断用熱応動スイッチおよび電圧検知型スイッチング素子の直列回路とが直列に接続されているとともに、前記加熱用抵抗体は前記非線形セラミックコンデンサー素子と前記遮断用熱応動スイッチと前記電圧検知型スイッチング素子との直列回路に並列に接続され、前記始動補助導体の一端は前記遮断用熱応動スイッチと前記電圧検知型スイッチング素子との間に接続されている。
【0023】
これにより、発光管の始動開始後、遮断用熱応動スイッチが加熱用抵抗体によって加熱されるので、遮断用熱応動スイッチを素早く開放することができ、よって始動補助導体を電気的に遮断された状態に速やかに移行させることができる。その結果、特に定格寿命12000時間を超える長寿命の高圧ナトリウムランプにおいて、定格寿命を超える点灯経過時間後においても発光管内に封入されているナトリウムの消失を抑制することができ、よって、ナトリウムの消失に起因するランプ発光色の変化やランプ電圧の上昇による立ち消えが発生するのを防止することができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【0025】
本発明の第1の実施の形態である定格電力360Wの始動装置内蔵型の高圧ナトリウムランプは、図1に示すように、一端部が閉塞され、かつ他端部がステム1によって封止された例えば硬質ガラス製の外管2と、この外管2のステム1側の端部に取り付けられたE形口金3と、外管2内に内蔵され、かつステム1から導出した長短2本のステム線4,5に接続、保持された発光管6と、同じく外管2内に内蔵され、かつ発光管6と並列に接続された始動装置7と、発光管6の外面に沿うように巻きつけられて付設されたモリブデン製の始動補助導体8とを備えている。
【0026】
外管2内は、真空状態、または不活性ガスが封入されている。
【0027】
図2に示すように、発光管6の外囲器9は、多結晶体アルミナセラミックからなり、内径7.4mm、肉厚0.8mmの円筒状を有している。また、発光管6の両端部には、端部にタングステン製の電極10が接続されたニオブ管11がセラミックセメント12によって気密封着されている。この電極10には電子放射物質(図示せず)が塗布されている。電極10間の距離は86mmである。さらに、発光管6内には、ナトリウムアマルガムが22mg(ナトリウム15wt%)、キセノンが30kPaそれぞれ封入されている。
【0028】
始動装置7は、図3に示すように、常温閉であり、かつ発光管6の始動後、始動補助導体8を電気的に遮断された状態に移行させるためのバイメタルからなる遮断用熱応動スイッチ13,14、電流を制限し、かつ二つの熱応動スイッチ13,14を開放させるための加熱用抵抗体15との直列回路を有している。なお、ここでの遮断用熱応動スイッチ13,14は、電流遮断用熱応動スイッチを兼ねている。
【0029】
二つの遮断用熱応動スイッチ13,14は、共に加熱用抵抗体15に例えば3mm〜10mm程度に近接して配置されている。
【0030】
加熱用抵抗体15は、アルミナセラミック部材に巻かれたタングステンフィラメントコイルからなる。
【0031】
始動補助導体8の一端は一方の遮断用熱応動スイッチ14と加熱用抵抗体15との中間点(図3中のa点)、または他方の遮断用熱応動スイッチ13と加熱用抵抗体15との中間点(図3中のb点)に接続され、その他端は開放されている。
【0032】
次に、図3に示すように、このような始動装置内蔵型の高圧ナトリウムランプ16を、高圧水銀ランプ用の銅鉄形リアクタンス安定器17を備えた点灯回路18と組み合わせた場合での始動装置7の動作について説明する。
【0033】
AC電源電圧19が高圧ナトリウムランプ16に印加されると、遮断用熱応動スイッチ13または遮断用熱応動スイッチ14は加熱用抵抗体15によって開放される。この開放動作によって電流が遮断され、銅鉄形リアクタンス安定器17には3kV〜4kVの高圧パルス電圧が誘起される。この誘起された高圧パルス電圧と始動補助導体8による始動電圧の低下効果とによって発光管6が始動する。
【0034】
なお、一般的に、発光管6は遮断用熱応動スイッチ13または遮断用熱応動スイッチ14の1〜3回の開閉動作によって始動する。
【0035】
そして、発光管6の始動開始直後、各々の遮断用熱応動スイッチ13,14の開閉動作は停止し、遮断用熱応動スイッチ13,14は共に閉状態になる。各々の遮断用熱応動スイッチ13,14の温度は前記開閉動作時の加熱用抵抗体15による加熱によって高くなっている。
【0036】
始動開始1分〜3分後、各々の遮断用熱応動スイッチ13,14は発光管6からの放熱が加わって開放状態になる。この開放動作により、始動装置7が点灯回路18から開放されるとともに、始動補助導体8は電気的に遮断された状態に移行する。そして、定常点灯時では、この状態が維持される。
【0037】
次に、このような本発明の第1の実施の形態にかかる定格電力360Wの始動装置内蔵型の高圧ナトリウムランプ(以下、「本発明品A」という)の作用効果について調べた。
【0038】
まず、本発明品Aを100本作製し、作製した各々のランプを高圧水銀ランプ用の銅鉄形リアクタンス安定器17を備えた点灯回路18と組み合わせて点灯させ、寿命試験を行なった。そして、16000時間点灯経過後の発光色変化の有無、およびランプ電圧の上昇による立ち消えの発生有無について調べた。
【0039】
また、始動装置7の代わりに、図5に示す従来の始動装置を用いている点を除いて本発明品Aと同じ構成を有している定格電力360Wの始動装置内蔵型の高圧ナトリウムランプ(以下、「従来品A」という)についても、本発明品Aと同じ条件で寿命試験を行ない、同じく16000時間点灯経過後の発光色変化の有無、およびランプ電圧の上昇による立ち消えの発生有無について調べた。
【0040】
なお、寿命試験は、2.5時間点灯、0.5時間消灯を1サイクルとして、これを繰り返した。
【0041】
その結果、本発明品Aでは、全数のものが定格寿命時間である12000時間を超える16000時間点灯経過後においても、ナトリウム消失現象は観測されず、また発光色の変化やランプ電圧の上昇による立ち消えも発生しないことがわかった。
【0042】
一方、従来品Aでは、定格寿命時間である12000時間以内においてはナトリウム消失現象が観測されたものは全くなかったが、16000時間点灯経過後においては100本中7本のものが、発光管6の外面のうち始動補助導体8が付設されている近傍にナトリウム消失の痕跡である特有の黒斑点が観測されるとともに、発光色がオレンジ色からピンク色へ変化し、またランプ電圧が20V以上上昇し、立ち消えが発生した。実際に、従来品Aにおけるナトリウム消失量を調べたところ、封入した当初の量(22mg)よりも2mg〜3mg消失していることがわかった。
【0043】
このような結果となった理由は次のとおりであると考えられる。
【0044】
本発明品Aでは、加熱用抵抗体15が始動補助導体8を電気的に遮断された状態に移行させるための遮断用熱応動スイッチ13,14のいずれにも近接して配置されているので、発光管6の始動開始後、遮断用熱応動スイッチ13,14が加熱用抵抗体15によって素早く加熱され、熱応動スイッチ13,14の開放時間が1分〜3分と早くなり、よって始動補助導体8を電気的に遮断された状態に速やかに移行することができたためであると考えられる。
【0045】
これに対して、従来品Aでは、発光管6の始動後の遮断用熱応動スイッチの開放時間が5分〜7分と長く、この間、始動補助導体8に特定の電位が印加されているので、ナトリウム消失が起こったと考えられる。
【0046】
以上のように本発明の第1の実施形態にかかる高圧ナトリウムランプの構成によれば、加熱用抵抗体15が始動補助導体8を電気的に遮断された状態に移行させるための遮断用熱応動スイッチ13,14に近接して配置されているので、発光管6の始動開始後、遮断用熱応動スイッチ13,14が加熱用抵抗体15によって素早く加熱され、熱応動スイッチ13,14の開放時間が1分〜3分と早くなり、よって始動補助導体8を電気的に遮断された状態に速やかに移行させることができる。その結果、特に定格寿命12000時間を超える長寿命の高圧ナトリウムランプにおいて、定格寿命を超える点灯経過時間後においても発光管6内に封入されているナトリウムの消失を抑制することができ、よって、ナトリウムの消失に起因するランプ発光色の変化やランプ電圧の上昇による立ち消えが発生するのを防止することができる。
【0047】
なお、始動補助導体8の一端が一方の遮断用熱応動スイッチ14と加熱用抵抗体15との中間点、または他方の遮断用熱応動スイッチ13と加熱用抵抗体15との中間点に接続されているので、遮断用熱応動スイッチ13,14は始動装置7の開閉スイッチ機能も兼ねることになるので、再始動時において、一方の遮断用熱応動スイッチの復帰時間を他方の遮断用熱応動スイッチの復帰時間に比して早く設定する必要はない。
【0048】
次に、本発明の第2の実施の形態である定格電力360Wの始動装置内蔵型の高圧ナトリウムランプは、図4に示すように、始動装置20の構成が異なる点を除いて上記本発明の第1の実施の形態にかかる定格電力360Wの始動装置内蔵型の高圧ナトリウムランプと同じ構成を有している。
【0049】
始動装置20は、常温閉であり、かつバイメタルからなる始動装置開放用熱応動スイッチ21、タングステンフィラメントからなる電流制限用抵抗体22、電流遮断用の非線形セラミックコンデンサー素子23(NCC素子)、常温閉であり、かつパルス停止機能を兼ね備えたバイメタルからなる遮断用熱応動スイッチ24、および双方向性半導体スイッチング素子からなる電圧検知型スイッチング素子25が順次接続された直列回路と、NCC素子23と遮断用熱応動スイッチ24と電圧検知型スイッチング素子25との直列回路に並列に接続され、かつ遮断用熱応動スイッチ24に近接して配置された加熱用抵抗体26と、遮断用熱応動スイッチ24と電圧検知型スイッチング素子25との直列回路に並列に接続された抵抗体27とを有している。
【0050】
なお、始動装置20において、遮断用熱応動スイッチ24と電圧検知型スイッチング素子25との接続位置は入れ替わっていてもよい。
【0051】
遮断用熱応動スイッチ24のパルス停止機能とは、ランプが不点灯になった場合、この熱応動スイッチ24が加熱用抵抗体26によって速やかに開放され、パルス発振を停止させる機能のことである。
【0052】
抵抗体27は、高圧パルス電圧の発振位相を安定化させ、かつNCC素子23の焦電流による劣化を防止するためのものである。
【0053】
タングステン電極28は、外管2内に発光管6内のキセノンがリークした場合に、電流制限用抵抗体22との間でアーク放電を発生させ、電流制限用抵抗体22を断線させてパルス発振動作を停止させる機能を有する。
【0054】
始動補助導体8の一端は、遮断用熱応動スイッチ24と電圧検知型スイッチング素子25との中間点(図4中のc点)に接続されている。
【0055】
次に、このような始動装置内蔵型の高圧ナトリウムランプ29を、高圧水銀ランプ用の銅鉄形リアクタンス安定器17を備えた点灯回路18と組み合わせた場合での始動装置20の動作について説明する。
【0056】
AC電源電圧19が高圧ナトリウムランプ29に印加されると、NCC素子23の電流スイッチング動作によってリアクタンス安定器17には約2kVの高圧パルス電圧が半サイクル毎に誘起される。この誘起された高圧パルス電圧と始動補助導体8による始動電圧の低下効果とによって発光管6が始動する。
【0057】
発光管6の始動開始直後、NCC素子23に印加される電圧が低下し、NCC素子23の電流スイッチング動作が不能となって高圧パルス電圧発振は停止する。
【0058】
そして、遮断用熱応動スイッチ24は、始動装置開放用熱応動スイッチ21が開放状態になるまで加熱用抵抗体26によって加熱され続け、さらに発光管6からの放熱によって加熱され、始動開始後1分〜3分後に開放状態になる。この開放動作により、始動補助導体8は電気的に遮断された状態に移行する。この時、電圧検知型スイッチング素子25は始動補助導体8を点灯回路から開放する絶縁素子として機能している。
【0059】
また、発光管6の始動後、始動装置開放用熱応動スイッチ21は発光管6からの放熱によって開放状態になり、始動装置20は点灯回路18から開放される。そして、定常点灯時ではこの状態が維持される。
【0060】
なお、始動装置開放用熱応動スイッチ21の開放時間は、本実施の形態では2分〜3分に設定したが、特定範囲に設定する必要はない。
【0061】
また、発光管6の再始動時において、始動装置開放用熱応動スイッチ21の復帰時間は遮断用熱応動スイッチ24の復帰時間より長く設定されている。これは、始動装置開放用熱応動スイッチ21の復帰時間が遮断用熱応動スイッチ24の復帰時間より短いと、加熱用抵抗体26に電流が流れるため、その放熱によって熱応動スイッチ24が復帰できなくなる場合があるからである。
【0062】
次に、このような本発明の第2の実施の形態にかかる定格電力360Wの始動装置内蔵型の高圧ナトリウムランプ(以下、「本発明品B」という)の作用効果について調べた。
【0063】
まず、本発明品Bを100本作製し、作製した各々のランプを高圧水銀ランプ用の銅鉄形リアクタンス安定器17を備えた点灯回路18と組み合わせて点灯させ、寿命試験を行なった。そして、16000時間点灯経過後の発光色変化の有無、およびランプ電圧の上昇による立ち消えの発生有無について調べた。
【0064】
また、始動装置20の代わりに、図6に示す従来の始動装置を用いている点を除いて本発明品Bと同じ構成を有している定格電力360Wの始動装置内蔵型の高圧ナトリウムランプ(以下、「従来品B」という)についても、本発明品Bと同じ条件で寿命試験を行ない、同じく16000時間点灯経過後の発光色変化の有無、およびランプ電圧の上昇による立ち消えの発生有無について調べた。
【0065】
その結果、本発明品Bでは、全数のものが定格寿命時間12000時間を超える16000時間点灯経過後においても、ナトリウム消失現象は観測されず、また発光色の変化やランプ電圧の上昇による立ち消えも発生しないことがわかった。
【0066】
一方、従来品Bでは、定格寿命時間である12000時間以内においてはナトリウム消失現象が観測されたものは全くなかったものの、16000時間点灯経過後においては100本中10本のものが、発光管6の外面のうち始動補助導体8が付設されている近傍にナトリウム消失の痕跡である特有の黒斑点が観測されるとともに、発光色がオレンジ色からピンク色へ変化し、またランプ電圧が20V以上上昇して立ち消えが発生した。実際に、従来品Bにおけるナトリウム消失量を調べたところ、封入した当初の量(22mg)よりも2mg〜3mg消失していることがわかった。
【0067】
このような結果となった理由は次のとおりであると考えられる。
【0068】
本発明品Bでは、始動補助導体8を電気的に遮断された状態に移行させるための遮断用熱応動スイッチ24と、この遮断用熱応動スイッチ24に近接して配置された加熱用抵抗体26とを有しており、しかも発光管6の始動開始後、遮断用熱応動スイッチ24が加熱用抵抗体26によって加熱され、さらに発光管6からの放熱も加わって1分〜3分と素早く開放されるので、始動補助導体8を電気的に遮断された状態に速やかに移行することができたためであると考えられる。
【0069】
これに対して、従来品Bでは、始動補助導体8の一端が小容量コンデンサーを介して始動装置に接続されているので、定常点灯時も含めて始動補助導体8は電気的に完全に遮断されておらず、よってナトリウム消失が起こったと考えられる。
【0070】
以上のように本発明の第2の実施形態にかかる高圧ナトリウムランプの構成によれば、従来のように始動補助導体8を電気的に遮断されたのとほぼ同じ状態に移行させるために設けられていた小容量コンデンサーを用いる必要がなくなり、代わりに始動補助導体8を電気的に遮断された状態に移行させるための遮断用熱応動スイッチ24と、この遮断用熱応動スイッチ24に近接して配置された加熱用抵抗体26とを有し、しかも発光管6の始動開始後、遮断用熱応動スイッチ24が加熱用抵抗体26によって加熱され、さらに発光管6の放熱も加わって1分〜3分と素早く開放されるので、始動補助導体8を電気的に遮断された状態に速やかに移行させることができる。その結果、特に定格寿命12000時間を超える長寿命の高圧ナトリウムランプにおいて、定格寿命を超える点灯経過時間後においても発光管6内に封入されているナトリウムの消失を抑制することができ、よって、ナトリウムの消失に起因するランプ発光色の変化やランプ電圧の上昇による立ち消えが発生するのを防止することができる。また、始動装置20において、従来の始動装置に用いられていた小容量コンデンサーが必要なくなるとともに、抵抗体27が従来の始動装置に用いられていた、パルス停止用熱応動スイッチに並列に接続されたバイパス抵抗体と電圧検知型スイッチング素子に並列に接続された制御抵抗体とのそれぞれ機能を兼ね備えているので、部品点数が削減することができ、よって回路構成を簡素化することができ、かつ低コスト化を図ることができる。
【0071】
なお、上記第2の実施の形態では、電圧検知型スイッチング素子として半導体スイッチング素子を用いた場合について説明したが、これ以外にスパーク・ギャップ等の電圧を検知してスイッチング動作を行なう素子を用いた場合でも上記と同様の効果を得ることができる。
【0072】
なお、上記第1および第2の実施の形態では、定格電力360Wの始動装置内蔵型の高圧ナトリウムについて説明したが、定格電力360W以外に例えば定格電力110W、180W、220W、270W、660W、940Wの高圧ナトリウムランプ等にも適用することができる。
【0073】
また、上記第1および第2の実施の形態では、高圧放電ランプの一例として、高圧ナトリウムランプを挙げて説明したが、本発明はナトリウムが封入された外囲器がセラミック製の発光管を有するメタルハライドランプにも適用することができる。
【0074】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、特にランプ寿命が長い高圧放電ランプにおいて、発光管内に封入されているナトリウムの消失を抑制することができ、ランプの発光色の変化やランプ電圧の上昇による立ち消えが発生するのを防止することができる高圧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】
【図1】 本発明の第1の実施の形態である始動装置内蔵型の高圧ナトリウムランプの正面図
【図2】 同じく始動装置内蔵型の高圧ナトリウムランプに用いられている発光管の正面断面図
【図3】 同じく始動装置内蔵型の高圧ナトリウムランプの回路図
【図4】 本発明の第2の実施の形態である始動装置内蔵型の高圧ナトリウムランプの回路図
【図5】 従来の始動装置内蔵型の高圧ナトリウムランプの回路図
【図6】 他の従来の始動装置内蔵型の高圧ナトリウムランプの回路図
【符号の説明】
1 ステム
2 外管
3 口金
4,5 ステム線
6 発光管
7,20 始動装置
8 始動補助導体
9 外囲器
10 電極
11 ニオブ管
12 セラミックセメント
13,14,24 遮断用熱応動スイッチ
15,26 加熱用抵抗体
16,29 高圧ナトリウムランプ
17 銅鉄形リアクタンス安定器
18 点灯回路
19 AC電源電圧
21 始動装置開放用熱応動スイッチ
22 電流制限用抵抗体
23 非線形セラミックコンデンサー素子
25 電圧検知型スイッチング素子
27 抵抗体
28 タングステン電極
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a high pressure discharge lamp.
[0002]
[Prior art]
  In recent years, high-pressure discharge lamps, such as high-pressure sodium lamps, are more than twice as efficient as high-pressure mercury lamps. It is spreading for indoor lighting.
[0003]
  In general, a high-pressure sodium lamp has an arc tube in which an electrode is provided at both ends in an outer tube and sodium amalgam and xenon are sealed inside, and a starting device connected in parallel to the arc tube. In addition, a starting auxiliary conductor for suppressing an increase in starting voltage is attached to the outer surface of the arc tube. If a specific potential is applied to this starting auxiliary conductor during steady lighting, the sodium enclosed in the arc tube will cause the sodium to disappear from the arc tube. Therefore, the starting auxiliary conductor is electrically cut off during steady lighting. Maintained at or near the closed state.
[0004]
  Among high-pressure sodium lamps, in particular, a high-pressure sodium lamp (hereinafter referred to as a “high-pressure xenon-type high-pressure sodium lamp”) in which the sealed pressure of xenon enclosed in the arc tube is 26 kPa to 45 kPa is highly efficient. Since it is possible to prevent the electron emitting material applied to one electrode from being scattered by ion bombardment from the other electrode at the time of starting, it has excellent life characteristics and has a life time of 12000 hours (rated life time). ) The above has been realized.
[0005]
  Such high-pressure xenon-type high-pressure sodium lamps can be replaced with existing high-pressure mercury lamps and are low-cost, so they are generally equipped with a copper-iron-type reactance ballast for high-pressure mercury lamps. Used in combination with a circuit.
[0006]
  Next, two types of starting devices conventionally used in such a high-pressure sodium lamp will be described.
[0007]
  As shown in FIG. 5, the first type of starting device 30 is closed at room temperature and is made of bimetal, a current interrupting thermal responsive switch 14, and limits the current and opens the current interrupting thermal responsive switch 14. A series circuit with a heating resistor 15 (Japanese Patent Laid-Open No. 59-850). One end of the starting auxiliary conductor 8 attached to the outer surface of the arc tube 6 is closed at room temperature and connected to one electrode (not shown) of the arc tube 6 via a thermally responsive switch 31 made of bimetal. .
[0008]
  Next, a starting device for lighting a high-pressure xenon-type high-pressure sodium lamp 32 incorporating this type of starting device 30 in combination with a lighting circuit 18 equipped with a copper-iron-type reactance stabilizer 17 for a high-pressure mercury lamp. The operation of 30 will be described.
[0009]
  When the AC power supply voltage 19 is applied to the high-pressure sodium lamp 32, the current interrupting thermal responsive switch 14 is opened by the heating resistor 15. The current is cut off by this opening operation, and a high voltage pulse voltage of 3 kV to 4 kV is induced in the copper iron type reactance stabilizer 17. The arc tube 6 is started by the induced high voltage pulse voltage and the effect of lowering the starting voltage by the starting auxiliary conductor 8.
[0010]
  Then, immediately after starting the arc tube 6, the opening / closing operation of the current interrupting thermal response switch 14 is stopped. Next, 1 to 3 minutes after the start of the start, the current interrupting heat responsive switch 14 is opened by the heat radiation from the arc tube 6, and the starter 30 is released from the lighting circuit 18. On the other hand, the heat responsive switch 31 is opened 5 to 7 minutes after the start of the start due to heat radiation from the arc tube 6, and the start-up auxiliary conductor 8 shifts to a state where it is electrically cut off.
[0011]
  Here, in the operation of the starter 30, the current interrupting heat responsive switch 14 takes 1 to 3 minutes from the start of starting the arc tube 6 to the open state, whereas the heat responsive switch 31 is The time from the start of the arc tube 6 to the open state is set to be as long as 5 to 7 minutes. The reason is as follows. In other words, when the lamp is restarted, the return time from the open state to the closed state of the thermal response switch 31 is set to be shorter than the return time of the thermal interrupt switch 14 for interrupting the current. Accordingly, when the current interrupting thermal response switch 14 performs an opening / closing operation at the time of restarting the lamp, the thermal response switch 31 is always in the closed state, and the starting auxiliary conductor 8 functions normally.
[0012]
  Next, as shown in FIG. 6, the second type of starting device 33 is closed at room temperature, and the starter opening thermal responsive switch 21 made of bimetal, the current limiting resistor 22 made of tungsten filament, A pulse-stopping thermally responsive switch 34 made of bimetal, a non-linear ceramic capacitor element 23 (NCC element) for interrupting current, and a voltage detection type switching element 25 made up of a bidirectional semiconductor switching element are sequentially connected. A series circuit, a heating resistor 35 connected in parallel to the series circuit of the pulse stop thermal responsive switch 34, the NCC element 23, and the voltage detection type switching element 25, and a pulse stop thermal responsive switch 34 connected in parallel. And a bypass resistor 36 for preventing degradation of the NCC element 23 due to pyroelectric current, The oscillation phase of the high-voltage pulses which are connected in parallel to the detection switching element 25 and a control resistor 37 to stabilize.
[0013]
  One end of the starting auxiliary conductor 8 is connected to one electrode (not shown) of the arc tube 6 via a small-capacitance capacitor 38 of 1 nF, for example.
[0014]
  Note that the pulse stop thermal responsive switch 34 is opened by the heating resistor 35 when the lamp is not lit, and has a function of stopping the pulse oscillation.
[0015]
  Next, as shown in FIG. 6, when a high-pressure xenon-type high-pressure sodium lamp 39 incorporating this type of starting device 33 is lit in combination with a lighting circuit 18 having a copper iron-type reactance stabilizer 17. The operation of the starter 33 will be described.
[0016]
  When the AC power supply voltage 19 is applied to the high-pressure sodium lamp 39, a high-voltage pulse voltage of about 2 kV is induced in the reactance stabilizer 17 by the current switching operation of the NCC element 23 every half cycle. The arc tube 6 is started by the induced high voltage pulse voltage and the effect of lowering the starting voltage by the starting auxiliary conductor 8.
[0017]
  Immediately after starting the arc tube 6, the voltage applied to the NCC element 23 decreases, the current switching operation of the NCC element 23 becomes impossible, and the high voltage pulse voltage oscillation stops.
[0018]
  Next, the heat responsive switch 21 for opening the starting device is opened by the heat radiation from the arc tube 6, and the starting device 33 is released from the lighting circuit 18. This open state is maintained during steady lighting. On the other hand, the starting auxiliary conductor 8 is maintained in substantially the same state as when electrically interrupted by the small-capacitance capacitor 38 during steady lighting.
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
  However, in such a conventional high-pressure xenon type high-pressure sodium lamp with a built-in starter, after the lighting of the rated life time exceeding 12000 hours, for example, 16000 hours, the auxiliary starter conductor 8 is provided on the outer surface of the arc tube 6. In the vicinity, black spots, which are traces of disappearance of sodium sealed in the arc tube 6, are observed, and the emission color change (decrease in color temperature) due to the disappearance of sodium and disappearance due to the increase in lamp voltage are observed. There was a problem that occurred.
[0020]
  This high-pressure xenon-type high-pressure sodium lamp with a built-in starter has relatively stable life characteristics, and the actual life time of the lamp in the market almost exceeds the rated value. Therefore, in the high-pressure xenon-type high-pressure sodium lamp with a built-in starter, the lamp failure due to the disappearance of sodium is a serious problem in terms of market quality.
[0021]
  The present invention has been made to solve such a problem, and in particular, in a high-pressure discharge lamp having a long lamp life, it is possible to suppress the disappearance of sodium sealed in the arc tube, and the emission color of the lamp. An object of the present invention is to provide a high-pressure discharge lamp capable of preventing the occurrence of extinction due to the change of the lamp or the increase of the lamp voltage.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
  A high-pressure discharge lamp according to the present invention includes an arc tube having electrodes at both ends, a starting device connected in parallel to the arc tube, and a starting auxiliary conductor attached to an outer surface of the arc tube.,The starting device comprises:A series circuit of first and second shut-off thermal responsive switches made of bimetal closed at room temperature and a heating resistor provided close to the first and second shut-off thermal responsive switches at substantially the same distance One end of the auxiliary starting conductor is connected between the first thermal cutoff switch and the second thermal cutoff switch, and when a current flows through the series circuit, The heating resistor generates heat, and by the heat transfer, the first shut-off thermal responsive switch or the second shut-off thermal responsive switch is opened to shut off the conduction of the series circuit, and then the arc tube After starting, the first thermal shutoff switch and the second thermal shutoff switch are opened by adding heat from the arc tube to the remaining heat due to heat transfer from the heating resistor, Electrically connect the starting auxiliary conductor To cross, characterized in that.
  Further, the high pressure discharge lamp of the present invention includes an arc tube having electrodes at both ends, a starting device connected in parallel to the arc tube, and a starting auxiliary conductor attached to the outer surface of the arc tube.,The starting device is provided in the proximity of the thermal shutoff switch for shutting off and the thermal auxiliary switch for shutting off for shifting the starter auxiliary conductor to an electrically shut off state after the arc tube is started up. And a heating resistor for opening the thermal shut-off switch for shut-off, comprising the non-linear ceramic capacitor element and the thermal shut-off switch for shut-off and voltage detection both having a pulse stop function The heating resistor is connected in parallel to the series circuit of the non-linear ceramic capacitor element, the shut-off thermal responsive switch, and the voltage sensing switching element. The one end of the starting auxiliary conductor is connected between the thermal response switch for interruption and the voltage detection type switching element.
[0023]
  Thereby, after the start of the arc tube, since the thermal response switch for cutoff is heated by the heating resistor, the thermal response switch for cutoff can be quickly opened, and thus the startup auxiliary conductor is electrically disconnected. The state can be quickly transferred. As a result, particularly in a high-pressure sodium lamp having a long life exceeding the rated life of 12000 hours, it is possible to suppress the disappearance of sodium sealed in the arc tube even after the lighting elapsed time exceeding the rated life. Therefore, it is possible to prevent the lamp emission color from being changed and the lamp voltage from being extinguished.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0025]
  The starter built-in type high-pressure sodium lamp having a rated power of 360 W according to the first embodiment of the present invention has one end closed and the other end sealed by a stem 1, as shown in FIG. For example, an outer tube 2 made of hard glass, an E-shaped base 3 attached to the end of the outer tube 2 on the stem 1 side, and two long and short stems built in the outer tube 2 and led out from the stem 1 The arc tube 6 connected and held to the wires 4 and 5, the starter 7 which is also built in the outer tube 2 and connected in parallel with the arc tube 6, and is wound along the outer surface of the arc tube 6 And a starting auxiliary conductor 8 made of molybdenum and attached thereto.
[0026]
  The outer tube 2 is sealed in a vacuum state or an inert gas.
[0027]
  As shown in FIG. 2, the envelope 9 of the arc tube 6 is made of polycrystalline alumina ceramic and has a cylindrical shape with an inner diameter of 7.4 mm and a wall thickness of 0.8 mm. A niobium tube 11 having a tungsten electrode 10 connected to the end is hermetically sealed with ceramic cement 12 at both ends of the arc tube 6. The electrode 10 is coated with an electron emitting substance (not shown). The distance between the electrodes 10 is 86 mm. Further, in the arc tube 6, 22 mg of sodium amalgam (15% by weight of sodium) and 30 kPa of xenon are sealed.
[0028]
  As shown in FIG. 3, the starter 7 is a shutoff thermally responsive switch made of bimetal that is closed at room temperature and moves the auxiliary starter conductor 8 to an electrically disconnected state after the arc tube 6 is started. 13, 14When, ElectricIt has a series circuit with a heating resistor 15 for restricting the flow and opening the two thermally responsive switches 13,14.Here, the thermal responsive switches 13 and 14 for interruption also serve as thermal responsive switches for electric current interruption.
[0029]
  twoFor blockingThe thermally responsive switches 13 and 14 are both disposed close to the heating resistor 15 in the vicinity of, for example, about 3 mm to 10 mm.
[0030]
  The heating resistor 15 is made of a tungsten filament coil wound around an alumina ceramic member.
[0031]
  One end of the starting auxiliary conductor 8OneAn intermediate point (point a in FIG. 3) between the thermal response switch 14 for shutoff and the heating resistor 15, orThe otherIt is connected to an intermediate point (point b in FIG. 3) between the thermal activation switch 13 for blocking and the heating resistor 15 and the other end is open.
[0032]
  Next, as shown in FIG. 3, such a starter built-in type high-pressure sodium lamp 16 is combined with a lighting circuit 18 having a copper-iron-type reactance stabilizer 17 for a high-pressure mercury lamp. 7 will be described.
[0033]
  When the AC power supply voltage 19 is applied to the high-pressure sodium lamp 16, the thermal activation switch 13 for shutoff orIs shieldedThe disconnection heat responsive switch 14 is opened by the heating resistor 15. The current is cut off by this opening operation, and a high voltage pulse voltage of 3 kV to 4 kV is induced in the copper iron type reactance stabilizer 17. The arc tube 6 is started by the induced high voltage pulse voltage and the effect of lowering the starting voltage by the starting auxiliary conductor 8.
[0034]
  In general, the arc tube 6 is a thermal response switch 13 for blocking orIs shieldedIt is started by the opening and closing operation of the disconnection heat responsive switch 14 1 to 3 times.
[0035]
  Then, immediately after starting the arc tube 6,For blockingThe open / close operation of the heat responsive switches 13, 14 is stopped,For blockingBoth the thermally responsive switches 13 and 14 are closed. EachFor blockingThe temperature of the thermally responsive switches 13 and 14 is increased by heating by the heating resistor 15 during the opening / closing operation.
[0036]
  1 to 3 minutes after startingFor blockingThe heat responsive switches 13 and 14 are opened due to heat radiation from the arc tube 6. By this opening operation, the starting device 7 is released from the lighting circuit 18, and the starting auxiliary conductor 8 shifts to a state where it is electrically cut off. And this state is maintained at the time of steady lighting.
[0037]
  Next, the operational effects of the starter built-in type high-pressure sodium lamp (hereinafter referred to as “the product A of the present invention”) having a rated power of 360 W according to the first embodiment of the present invention were examined.
[0038]
  First, 100 products A of the present invention were produced, and each produced lamp was lit in combination with a lighting circuit 18 equipped with a copper iron-type reactance stabilizer 17 for a high-pressure mercury lamp, and a life test was conducted. Then, the presence or absence of a change in emission color after lighting for 16000 hours and the presence or absence of extinction due to an increase in lamp voltage were examined.
[0039]
  Further, instead of the starter 7, a starter built-in type high-pressure sodium lamp having a rated power of 360 W having the same configuration as the product A of the present invention except that the conventional starter shown in FIG. (Hereinafter referred to as “conventional product A”), a life test was conducted under the same conditions as the product A of the present invention, and the presence or absence of a change in emission color after lighting for 16000 hours and the occurrence of extinction due to an increase in lamp voltage were examined. It was.
[0040]
  The life test was repeated for one cycle of lighting for 2.5 hours and turning off for 0.5 hours.
[0041]
  As a result, in the product A of the present invention, the sodium disappearance phenomenon is not observed even after 16000 hours of lighting exceeding 12000 hours which is the rated life time of the product A of the present invention, and it disappears due to a change in luminescent color or a rise in lamp voltage. It was found that neither occurred.
[0042]
  On the other hand, in the conventional product A, the sodium disappearance phenomenon was not observed at all within the rated life time of 12000 hours, but after 16000 hours of lighting, 7 out of 100 were the arc tube 6 A special black spot, which is a trace of sodium disappearance, is observed in the vicinity of the starting auxiliary conductor 8 on the outer surface of the lamp, the emission color changes from orange to pink, and the lamp voltage increases by 20 V or more. And disappearance occurred. Actually, when the amount of sodium disappearance in the conventional product A was examined, it was found that 2 mg to 3 mg had disappeared from the initial amount (22 mg) encapsulated.
[0043]
  The reason for this result is considered as follows.
[0044]
  In the product A of the present invention, the heat-resisting switch 15 is used for the heating resistor 15 to shift the starting auxiliary conductor 8 to a state where it is electrically cut off., 14 eitherSince they are arranged close to each other, after starting the arc tube 6, the thermal response switch 13 for shut-off is used., 14Is quickly heated by the heating resistor 15, and the heat responsive switch 13, 14It is considered that this was because the opening time of 1 to 3 minutes was as early as 1 minute to 3 minutes, and thus the auxiliary starting conductor 8 could be promptly shifted to a state where it was electrically cut off.
[0045]
  On the other hand, in the conventional product A, the open time of the thermal activation switch for interruption after starting the arc tube 6 is as long as 5 to 7 minutes, and during this time, a specific potential is applied to the starting auxiliary conductor 8. It is thought that sodium disappearance occurred.
[0046]
  As described above, according to the configuration of the high-pressure sodium lamp according to the first embodiment of the present invention, the thermal resistance for interruption for causing the heating resistor 15 to shift the starting auxiliary conductor 8 to the electrically interrupted state. Switch 13, 14Since the arc tube 6 is started, the thermal response switch 13 for shutoff is started after the arc tube 6 is started., 14Is quickly heated by the heating resistor 15, and the heat responsive switch 13, 14The opening time is 1 minute to 3 minutes, so that the auxiliary starting conductor 8 can be promptly shifted to a state where it is electrically cut off. As a result, particularly in a high-pressure sodium lamp having a long life exceeding the rated life of 12000 hours, it is possible to suppress the disappearance of sodium sealed in the arc tube 6 even after the lighting elapsed time exceeding the rated life. It is possible to prevent the lamp emission color from changing due to the disappearance of the lamp and the occurrence of the extinction due to the increase of the lamp voltage.
[0047]
  Note that one end of the starting auxiliary conductor 8 isOneThe midpoint between the thermal response switch 14 for shutoff and the heating resistor 15, orThe otherSince it is connected to the intermediate point between the thermal response switch 13 for shutdown and the resistor 15 for heating, the thermal response switch 13 for shutdown, 14Is the starter 7OpeningSince it also functions as a closed switch, when restarting,OneThermally activated switch for shutoffChiReturn timeThe otherThermally activated switch for shutoffChiIt is not necessary to set earlier than the recovery time.
[0048]
  Next, a high-pressure sodium lamp with a built-in starter having a rated power of 360 W according to the second embodiment of the present invention is the same as that of the present invention except that the structure of the starter 20 is different as shown in FIG. It has the same configuration as the high-pressure sodium lamp with a built-in starter having a rated power of 360 W according to the first embodiment.
[0049]
  The starter 20 is closed at room temperature, and is a thermal activation switch 21 for opening the starter made of bimetal, a current limiting resistor 22 made of tungsten filament, a non-linear ceramic capacitor element 23 (NCC element) for current interruption, closed at room temperature In addition, a thermal circuit switch 24 that is made of a bimetal having a pulse stop function and a voltage detection type switching element 25 that is made of a bidirectional semiconductor switching element are sequentially connected, and the NCC element 23 and the cutoff circuit A heating resistor 26 connected in parallel to the series circuit of the thermal responsive switch 24 and the voltage detection type switching element 25 and disposed close to the thermal responsive switch 24 for shutdown, the thermal responsive switch 24 for cutoff and the voltage A resistor 27 connected in parallel to a series circuit with the detection type switching element 25; To have.
[0050]
  In the starting device 20, the connection position between the thermal response switch for interruption 24 and the voltage detection type switching element 25 may be switched.
[0051]
  The pulse stop function of the thermal responsive switch 24 for shutoff is a function to stop the pulse oscillation by quickly opening the thermal responsive switch 24 by the heating resistor 26 when the lamp is not lit.
[0052]
  The resistor 27 is for stabilizing the oscillation phase of the high-voltage pulse voltage and preventing the NCC element 23 from being deteriorated by the pyroelectric current.
[0053]
  When the xenon in the arc tube 6 leaks into the outer tube 2, the tungsten electrode 28 generates an arc discharge with the current limiting resistor 22 and disconnects the current limiting resistor 22 to generate a pulse oscillation. It has a function to stop the operation.
[0054]
  One end of the starting auxiliary conductor 8 is connected to an intermediate point (point c in FIG. 4) between the thermal activation switch 24 for interruption and the voltage detection type switching element 25.
[0055]
  Next, the operation of the starter 20 when such a high-pressure sodium lamp 29 with a built-in starter is combined with the lighting circuit 18 equipped with the copper iron type reactance stabilizer 17 for the high-pressure mercury lamp will be described.
[0056]
  When the AC power supply voltage 19 is applied to the high-pressure sodium lamp 29, a high-voltage pulse voltage of about 2 kV is induced in the reactance stabilizer 17 by the current switching operation of the NCC element 23 every half cycle. The arc tube 6 is started by the induced high voltage pulse voltage and the effect of lowering the starting voltage by the starting auxiliary conductor 8.
[0057]
  Immediately after starting the arc tube 6, the voltage applied to the NCC element 23 decreases, the current switching operation of the NCC element 23 becomes impossible, and the high voltage pulse voltage oscillation stops.
[0058]
  The shut-off heat responsive switch 24 continues to be heated by the heating resistor 26 until the starter opening heat responsive switch 21 is opened, and is further heated by the heat radiation from the arc tube 6 for 1 minute after starting. Open after 3 minutes. By this opening operation, the starting auxiliary conductor 8 shifts to a state where it is electrically cut off. At this time, the voltage detection type switching element 25 functions as an insulating element that opens the starting auxiliary conductor 8 from the lighting circuit.
[0059]
  In addition, after starting the arc tube 6, the starter opening thermal responsive switch 21 is opened due to heat radiation from the arc tube 6, and the starter 20 is released from the lighting circuit 18. And this state is maintained at the time of steady lighting.
[0060]
  The opening time of the starter opening thermal responsive switch 21 is set to 2 to 3 minutes in the present embodiment, but need not be set to a specific range.
[0061]
  Further, when the arc tube 6 is restarted, the return time of the starter opening thermal response switch 21 is set longer than the return time of the shut-off thermal response switch 24. This is because if the return time of the starter opening thermal responsive switch 21 is shorter than the return time of the shut-off thermal responsive switch 24, a current flows through the heating resistor 26, so that the thermal responsive switch 24 cannot be recovered due to its heat dissipation. Because there are cases.
[0062]
  Next, the effect of the high-pressure sodium lamp (hereinafter referred to as “the product B of the present invention”) having a rated power of 360 W according to the second embodiment of the present invention and having a built-in starter was examined.
[0063]
  First, 100 products B of the present invention were produced, and each produced lamp was lit in combination with a lighting circuit 18 equipped with a copper iron type reactance stabilizer 17 for a high-pressure mercury lamp, and a life test was conducted. Then, the presence or absence of a change in emission color after lighting for 16000 hours and the presence or absence of extinction due to an increase in lamp voltage were examined.
[0064]
  Further, instead of the starter 20, a starter built-in type high-pressure sodium lamp having a rated power of 360 W having the same configuration as the product B of the present invention except that the conventional starter shown in FIG. (Hereinafter referred to as “conventional product B”), a life test was conducted under the same conditions as the product B of the present invention, and the presence or absence of a change in emission color after 16000 hours of lighting and the occurrence of extinction due to an increase in lamp voltage were examined. It was.
[0065]
  As a result, in the product B of the present invention, no sodium disappearance phenomenon was observed even after 16,000 hours of lighting exceeding the rated life time of 12000 hours, and disappearance due to a change in luminescent color or an increase in lamp voltage occurred. I found out that I would not.
[0066]
  On the other hand, in the conventional product B, no sodium disappearance phenomenon was observed within the rated life time of 12000 hours, but after 16000 hours of lighting, 10 out of 100 were the arc tube 6. A special black spot, which is a trace of sodium disappearance, is observed in the vicinity of the starting auxiliary conductor 8 on the outer surface of the lamp, the emission color changes from orange to pink, and the lamp voltage rises by 20 V or more. Then disappeared. Actually, when the amount of sodium disappearance in the conventional product B was examined, it was found that 2 mg to 3 mg had disappeared from the initial amount (22 mg) encapsulated.
[0067]
  The reason for this result is considered as follows.
[0068]
  In the product B of the present invention, the thermal activation switch 24 for interruption for shifting the starting auxiliary conductor 8 to the electrically insulated state, and the heating resistor 26 disposed in the vicinity of the thermal activation switch 24 for interruption. In addition, after starting the arc tube 6, the shut-off heat responsive switch 24 is heated by the heating resistor 26, and the heat radiation from the arc tube 6 is also added, so that it is quickly opened for 1 to 3 minutes. Therefore, it is considered that this is because the starting auxiliary conductor 8 can be promptly shifted to a state where it is electrically cut off.
[0069]
  On the other hand, in the conventional product B, since one end of the starting auxiliary conductor 8 is connected to the starting device via a small-capacitance capacitor, the starting auxiliary conductor 8 is completely cut off electrically even during steady lighting. It is thought that sodium disappearance occurred.
[0070]
  As described above, according to the configuration of the high-pressure sodium lamp according to the second embodiment of the present invention, the high-pressure sodium lamp is provided to shift the start-up auxiliary conductor 8 to substantially the same state as in the conventional case. It is no longer necessary to use the small-capacitance capacitor that has been used, and instead, a thermal responsive switch 24 for shifting the auxiliary auxiliary conductor 8 to an electrically disconnected state and a thermal responsive switch 24 for the thermal shutdown are arranged in the vicinity. In addition, after the start-up of the arc tube 6 is started, the thermal response switch 24 for shutting off is heated by the heating resistor 26, and further, the heat radiation of the arc tube 6 is added, so that 1 to 3 minutes. Since the starting auxiliary conductor 8 is opened quickly, the start auxiliary conductor 8 can be quickly shifted to the electrically disconnected state. As a result, particularly in a high-pressure sodium lamp having a long life exceeding the rated life of 12000 hours, it is possible to suppress the disappearance of sodium sealed in the arc tube 6 even after the lighting elapsed time exceeding the rated life. It is possible to prevent the lamp emission color from changing due to the disappearance of the lamp and the occurrence of the extinction due to the increase of the lamp voltage. Further, in the starter 20, the small-capacitance capacitor used in the conventional starter is not necessary, and the resistor 27 is connected in parallel to the pulse-stopping thermal responsive switch used in the conventional starter. Since each function of the bypass resistor and the control resistor connected in parallel to the voltage detection type switching element is combined, the number of parts can be reduced, and the circuit configuration can be simplified and reduced. Cost can be reduced.
[0071]
  In the second embodiment, the case where a semiconductor switching element is used as the voltage detection type switching element has been described. In addition to this, an element that detects a voltage such as a spark gap and performs a switching operation is used. Even in this case, the same effect as described above can be obtained.
[0072]
  In the first and second embodiments, the starter built-in type high-pressure sodium having a rated power of 360 W has been described. However, in addition to the rated power of 360 W, for example, rated power of 110 W, 180 W, 220 W, 270 W, 660 W, and 940 W It can also be applied to high pressure sodium lamps.
[0073]
  In the first and second embodiments, a high-pressure sodium lamp has been described as an example of the high-pressure discharge lamp. However, in the present invention, the envelope in which sodium is sealed has a ceramic arc tube. It can also be applied to metal halide lamps.
[0074]
【The invention's effect】
  As described above, the present invention can suppress the disappearance of sodium sealed in the arc tube, particularly in a high-pressure discharge lamp having a long lamp life, and can be prevented from disappearing due to a change in the emission color of the lamp or an increase in the lamp voltage. It is possible to provide a high-pressure discharge lamp that can be prevented from occurring.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a high-pressure sodium lamp with a built-in starter according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front sectional view of an arc tube used in a high pressure sodium lamp with a built-in starter.
[Fig. 3] Circuit diagram of a high-pressure sodium lamp with a built-in starter
FIG. 4 is a circuit diagram of a high-pressure sodium lamp with a built-in starter according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional high-pressure sodium lamp with a built-in starter.
FIG. 6 is a circuit diagram of another conventional high-pressure sodium lamp with a built-in starter.
[Explanation of symbols]
  1 stem
  2 Outer pipe
  3 base
  4,5 stem wire
  6 arc tube
  7,20 Starter
  8 Starting auxiliary conductor
  9 Envelope
  10 electrodes
  11 Niobium tube
  12 Ceramic cement
  13,14,24 Thermally responsive switch
  15, 26 Heating resistor
  16, 29 High pressure sodium lamp
  17 Copper Iron Reactance Ballast
  18 Lighting circuit
  19 AC power supply voltage
  21 Thermally activated switch for opening the starter
  22 Current limiting resistor
  23 Nonlinear ceramic capacitor elements
  25 Voltage detection type switching element
  27 resistor
  28 Tungsten electrode

Claims (3)

両端部に電極を有する発光管と、
この発光管に並列に接続された始動装置と、
前記発光管の外面に付設された始動補助導体と
を備え、
前記始動装置は、常温閉のバイメタルからなる第一および第二の遮断用熱応動スイッチと、前記第一および第二の遮断用熱応動スイッチと略同距離で近接して設けられた加熱用抵抗体との直列回路を有し、
前記始動補助導体の一端は、前記第一の遮断用熱応動スイッチおよび前記第二の遮断用熱応動スイッチとの間に接続されており、
前記直列回路に電流が流れると、前記加熱用抵抗体が発熱し、その伝熱によって前記第一の遮断用熱応動スイッチまたは第二の遮断用熱応動スイッチが開放して、前記直列回路の導通を遮断し、
その後、前記発光管が始動した後、前記第一の遮断用熱応動スイッチおよび第二の遮断用熱応動スイッチは、前記加熱用抵抗体からの伝熱による余熱に、前記発光管からの熱が加わってそれぞれ開放し、前記始動補助導体を電気的に遮断する、
ことを特徴とする高圧放電ランプ。
Arc tube having electrodes at both ends;
A starting device connected in parallel to the arc tube;
A starting auxiliary conductor attached to the outer surface of the arc tube ;
With
The starting device includes first and second shut-off thermal responsive switches made of bimetal that is closed at room temperature, and heating resistors provided in close proximity to the first and second shut-off thermal responsive switches at substantially the same distance. Has a series circuit with the body,
One end of the starting auxiliary conductor is connected between the first cutoff thermal responsive switch and the second cutoff thermal responsive switch,
When a current flows through the series circuit, the heating resistor generates heat, and the heat conduction switch opens the first shut-off thermal response switch or the second shut-off thermal response switch, thereby conducting the series circuit. Shut off
Thereafter, after the arc tube is started, the first thermal shutoff switch and the second thermal shutoff switch are configured so that heat from the arc tube is added to residual heat due to heat transfer from the heating resistor. In addition to open each, electrically shut off the starting auxiliary conductor,
A high-pressure discharge lamp characterized by that.
両端部に電極を有する発光管と、
この発光管に並列に接続された始動装置と、
前記発光管の外面に付設された始動補助導体と
を備え、
前記始動装置は、前記発光管の始動後、前記始動補助導体を電気的に遮断された状態に移行させるための遮断用熱応動スイッチと、前記遮断用熱応動スイッチに近接して設けられ、かつ前記遮断用熱応動スイッチを開放させるための加熱用抵抗体とを有しているものであって、
非線形セラミックコンデンサー素子と、パルス停止機能を兼ね備えた前記遮断用熱応動スイッチおよび電圧検知型スイッチング素子の直列回路とが直列に接続されているとともに、前記加熱用抵抗体は前記非線形セラミックコンデンサー素子と前記遮断用熱応動スイッチと前記電圧検知型スイッチング素子との直列回路に並列に接続され、
前記始動補助導体の一端は前記遮断用熱応動スイッチと前記電圧検知型スイッチング素子との間に接続されていることを特徴とする高圧放電ランプ。
Arc tube having electrodes at both ends;
A starting device connected in parallel to the arc tube;
A starting auxiliary conductor attached to the outer surface of the arc tube ;
With
The starting device is provided in the vicinity of the thermal activation switch for interruption for shifting the auxiliary auxiliary conductor to an electrically isolated state after the arc tube is started, and the thermal activation switch for interruption; Having a heating resistor for opening the thermal activation switch for blocking,
A non-linear ceramic capacitor element and a series circuit of the thermal responsive switch for shut-off and voltage detection type switching element having a pulse stop function are connected in series, and the heating resistor is connected to the non-linear ceramic capacitor element and the non-linear ceramic capacitor element. Connected in parallel to the series circuit of the thermal responsive switch for shutoff and the voltage detection type switching element,
High-pressure discharge lamp, wherein said one end of the starting aid conductor is connected between the cut-off thermo-switch voltage sensing switching device, it.
前記始動装置は、前記遮断用熱応動スイッチと前記電圧検知型スイッチング素子との直列回路に並列に接続された抵抗体を有していることを特徴とする請求項2記載の高圧放電ランプ。The starting device, a high-pressure discharge lamp according to claim 2, wherein said a cut-off thermo-switch said has a voltage sensing type resistor which is connected in parallel with the series circuit of the switching element, it is characterized.
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