JPH0251845A - 金属蒸気放電灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ちらつき現象を防止するようにしたメタル
ハライドランプ等の高圧金属蒸気放電灯に関する。

〔従来の技術〕

一対の電極を備えた発光管の内部に、水銀及び希ガスと
共に過程の金属ハロゲン化物を封入したいわゆるメタル
ハライドランプは、良好な演色性と高い発光効率を有す
るため、光源として各種分野に利用されている。

ところが、この種のランプは、ランプを鉛直方向に配置
して点灯していることと金属ハロゲン化物を封入してい
ることに起因して、点灯中に発光管の内部で金属ハロゲ
ン化物蒸気のアンバランスが生じるため、種々の問題点
を抱えている。

点灯中における発光のちらつき現象もその一つで、特に
このランプを屋内照明用光源として比較的低い個所に取
り付けて用いる場合には不快感を与え易いという問題点
がある。

このちらつき現象は、メタルハライドランプの点灯中に
おける半サイクル毎のランプ電流波形が異なり、第４図
に示すように非対称となっており、この非対称ランプ電
流に基づく光出力波形もまた第５図に示すように、半サ
イクル毎のピーク値ｆ１゜ｆ、が異なり非対称となって
いることが大きな原因となっている。

なお上記のように半サイクル毎のランプｉｓ波形が非対
称となるのは、ランプを鉛直方向に配置して点灯すると
、発光管の上端部と下端部の温度が異なることに起因し
て、発光管内の金属ハロゲン化物蒸気の分布が上下不均
一となり、それに伴う発光管内の対流の変化などにより
ランプ電流が非対称になるものと考えられている。

したがって、かかるちらつき現象は、ランプ点灯初期に
おいて未だ発光管の上端部と下端部の温度差が大きくな
く、しかも発光管内の金属ハロゲン化物の蒸発が未だ少
なく、その蒸気分布も上下でそれほど不均一でない間は
殆ど問題とならないが、ランプ電力が安定してきて、発
光管の上端部と下端部の温度差が大きくなり、発光管内
の金属ハロゲン化物の蒸気分布が上下不均一となるにつ
れて顕著に現れるものである。

かかるちらつき現象を防止する手段として、従来はラン
プを直流電源で点灯するか、又は高周波点灯装置を用い
て点灯する方法が用いられている。

また実開昭６１−１９６４９６号においては、第６図へ
、■）に示すように、発光管１０１と直列又は並列に抵
抗体１０２とダイオード１０３からなる電流制御回路を
接続してランプ内に配置し、ランプ電流の非対称に起因
したちらつきを軽減する方法が開示されている。なお図
において、１０４はチラークコイル型安定器で、１０５
は電源である。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記のように直流電源を用いてランプを点灯
する場合は、発光管の電極部分において電解現象が生じ
るためランプが短寿命となり、また高周波点灯装置を用
いて点灯する場合は、音響共鳴現象によりアークが不安
定となり、立ち消えが発生するという欠点がある。

また第６図＾に示すように、抵抗体とダイオードからな
る電流制御回路を発光管に直列に接続した場合は、電流
を制御する能力が大きいため、ランプ電力が安定した後
のちらつき現象の低減効果は大きいが、ランプ点灯初期
において未だ半サイクル毎のランプ電流波形が非対称と
ならない間は、前記電流制御回路の抵抗体が逆にランプ
電流波形を非対称にするように働いてしまうため、却っ
て安定するまで大きなちらつきを生じさせ、かなり不快
感を生じさせる。

一方この電流制御回路を第６開田）に示すように、発光
管に並列に接続する場合には、ちらつき現象の低減効果
が少なく、パルスを印加して始動させるランプの場合に
は、パルス電圧が低下するため始動性を悪化させてしま
うという欠点がある。

本発明は、従来の金属蒸気放電灯における上記問題点を
解決するためになされたもので、極めて簡単な構成でラ
ンプ寿命期間に亘って、立ち上がり期間を含む点灯時の
ちらつき現象を効果的に防止できるようにした金属蒸気
放電灯を提供することを目的とする。

（！ｌｉｔ！を解決するための手段及び作用〕上記問題
点を解決するため、本発明は、抵抗体とダイオードの並
列回路からなる電流制御回路を発光管と直列に接続し、
これらを外球内に収納した金属蒸気放電灯において、前
記電流制御回路に、発光管点灯動作が安定する時点で開
路する熱応動スイッチを並列に接続し、点灯動作の安定
時点から前記電流制御回路を動作させるように構成する
ものである。

このように構成することにより、金属蒸気放電灯の点灯
立ち上がり期間においては電流制御回路の抵抗体は、熱
応動スイッチにより短絡されているため電流制限作用は
行われず、従来の電流制御回路を設けないランプと同様
な立ち上がりを示し、したがって第６図＾に示す従来の
ものにおいて生ずるような、立ち上がり時の大きなちら
つきは発生しない、また点灯安定後は熱応動スイッチが
開路するため電流制限作用が行われ、ちらつき現象が有
効に低減される。

〔実施例〕

以下実施例について説明する。第１図は、本発明を適用
したスカンジウム−ナトリウムタイプの２５０Ｗのメタ
ルハライドランプの要部を示す正面図であり、第２図は
その回路構成図である０図において、ｌは発光管で、ス
カンジウム、ナトリウムのヨウ化物が水銀、アルゴンと
共に封入され、その両端部に電極２及び補極３が封止さ
れている。

４は発光管ｌの両端部に設けられている保温膜である０
発光管ｌは上部及び下部支柱５．６の端部に取り付けら
れた支持板７，８に、その両端がそれぞれ支持されて取
り付けられている。そして発光管ｌの電極２の外部端子
２ａと上部支柱５の間には、約５Ωの抵抗体９と、バイ
メタルスイッチのような熱応動スイッチ１０と、ダイオ
ード１１が接続されている。

ダイオード１１は発光管１の１を極２，２を通して流れ
る半サイクル毎のランプ電流の大きさに応じてその方向
を適宜選択する０例えば、下側電極がプラスで上側電極
がマイナスの時に流れる電流が、上側電極がプラスで下
側電極がマイナスの時に流れる電流より大きい場合は、
下側電極から上側電極に電流が流れるときに、該電流が
抵抗体９によって制限されるように、第２図に示すよう
な向きにダイオードを接続しておけばよい。

なお第１図において、１２は支持板８に形成されたゲッ
ターで、１３は上部支柱５を図示しないランプの口金に
電気的に接続するためのモリブデンからなるリード線で
ある。そしてこれら構成部材を図示しない外球内に封入
してメタルハライドランプを構成している。なお第２図
において、２１はメタルハライドランプ、２２はチョー
クコイル型安定器、２３は電源を示している。

このように構成した金属蒸気放電灯におけるちらつき特
性を、対比するための従来のランプのちらつき特性と共
に測定したところ、次のような結果が得られた。なお各
ランプともチョーク型安定器を用いて鉛直点灯して測定
した。ちらつき特性を表すちらつき指数Ｆ、は、照度計
で得られる出力波形から計算によって得た。すなわちち
らつき指数Ｆ、は、第５９図に示すように半サイクル毎
のランプ電流に基づく光出力波形のピーク値をｆ、。

ｆ！トｌｌ、、？、：場合、Ｆｒ−［（ｆ　、−ｆ　、
）／　ｆ　Ｉ］　Ｘ１００（％）で求められる。

まず本発明と対比するための、前記第６図＾に示すよう
な電流制′４Ｂ回路を用いた金属蒸気放電灯においては
、第３回出）に示すようなちらつき特性が得られた。す
なわち、点灯初期から点灯が安定する時点までの立ち上
がり期間においては、ちらつき指数ＦＦのピーク値が負
の値（ｆ＋とｆ８の大きさが逆転している状態）で−１
５％となり、約２分間に亘り大きなちらつきが発生して
いることがわかる。

また、同様に本発明の金属蒸気放電灯と対比するための
、電流制御回路を設けない従来の金属蒸気放電灯におい
ては、第３図（Ｃ１に示すようなちらつき特性が得られ
た。すなわち、点灯始動後ちらつき指数は緩やかに上昇
し、約＋５％で安定している。一般にちらつきは、ちら
つき指数が±４％程度で感じられるので、従来のランプ
においては、安定点灯時にはやや不快を感することがわ
かる。

これに対して本発明に係る金属蒸気放電灯においては、
熱応動スイッチとして、点灯初期の温度においては閉成
しており、点灯が安定状態に達した時点における温度で
開路するように設定したバイメタルスイッチ等を用いる
ことにより、第３図へに示すようなちらつき特性が得ら
れた。すなわち、点灯初期から安定状態に達するまでの
立ち上がり期間においては、熱応動スイッチは閉成され
ていて抵抗体は短絡されているので、電流制限作用は行
われず、従来の電流制御回路を設けないランプと同様な
点灯状態となって、ちらつき指数は緩やかに上昇し、第
３図（Ｂ）に示すような負の大きなちらつきは発生して
いない。

そして２〜３分の立ち上がり期間を経過して安定時点に
達すると、熱応動スイッチが開路となり、抵抗体が直列
に挿入されて電流制限作用が行われ、第３図（Ｂ）の安
定時点後の特性と同様に、ちらつき指数はほぼ０になっ
ている。このように本発明によれば、ランプ点灯初期か
ら安定期に亘ってちらつきを低減化することが確認され
た。

また本発明においては、点灯初期における電流は、抵抗
体とダイオードからなる電流制御回路には流れないよう
に構成されているので、この電流制御回路を点灯初期電
流から保護することができ、したがってランプ寿命まで
長期間に亘って、電流制御回路を確実に動作させること
ができる。

なお上記実施例では、本発明をスカンジウムナトリウム
タイプのメタルハライドランプに適用したものを示した
が、本発明は他のタイプのメタルハライドランプばかり
でなく、更に高圧水銀ランプ等の他の金属蒸気放電灯に
も適用することができ、同様な効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上実施例に基づいて説明したように本発明によれば、
点灯初期から安定状態に至る立ち上がり期間においては
、熱応動スイッチの閉成により電流制御回路は動作しな
いので、ちらつきは緩やかに増大するのみで負の大きな
ちらつきは発生しない、また安定状態に達したのちは、
熱応動スイッチの開路により電流制御回路が動作し、ち
らつきをほぼ零とすることができる。したがって点灯初
期から安定時に亘ってちらつきを有効に低減することが
できる。

更に点灯初期電流が電流制御回路に流れないので、電流
制御回路をランプ寿命まで確実に動作させることが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る金属蒸気放電灯の一実施例の要
部を示す正面図、第２図は、その回路構成図、第３図＾
は、第１図に示した本発明の金属蒸気放電灯のちらつき
特性を示す図、第３図の）。 ０は、従来の金属蒸気放電灯のちらつき特性を示す図、
第４図は、従来のメタルハライドランプの電流波形を示
す図、第５図は、従来のメタルハライドランプの光出力
波形を示す図、第６図＾、Ｑ３）は、従来の金属蒸気放
電灯の回路構成を示す図である。 図において、１は発光管、５，６は支柱、７゜８は支持
板、９は抵抗体、１０は熱応動スイッチ、１１はダイオ
ードを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、抵抗体とダイオードの並列回路からなる電流制御回
   路を発光管と直列に接続し、これらを外球内に収納した
   金属蒸気放電灯において、前記電流制御回路に、発光管
   点灯動作が安定する時点で開路する熱応動スイッチを並
   列に接続し、点灯動作の安定時点から前記電流制御回路
   を動作させるように構成したことを特徴とする金属蒸気
   放電灯。