JPH0963542A - 高圧放電ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高圧放電ランプが何らかの原因で始動しない
場合に、パルス電圧の発生を停止させる。 【解決手段】 発光管１と並列に、グロースタータ７と
抵抗発熱体８からなる始動器２と熱応動スイッチ３の直
列回路を接続し、発光管１が始動しない場合に、抵抗発
熱体８が発熱し、その熱でグロースタータ７が閉路し、
安定器１０に流れ続ける電流の急激な変化をなくし、パ
ルス電圧の発生を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【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】従来より、例えば高圧ナトリウムランプ
等の高圧放電ランプでは、キセノンガス等の始動用希ガ
スを発光管内に封入し、その封入圧を高くすることによ
り効率を向上させている。高圧放電ランプは始動電圧が
高いため、例えば図４に示すように、バイメタルスイッ
チ１２と加熱用抵抗体１３の直列回路で構成された始動
器１４が発光管１と並列に接続され、外管４内に収容さ
れている。始動器１４では、加熱用抵抗体１３が赤熱す
ることによりバイメタルスイッチ１２を加熱し、バイメ
タルスイッチ１２の開放により安定器１０に流れていた
電流を急激に遮断し、パルス電圧を発生させる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の高圧放電ラ
ンプでは、放電ランプの寿命末期において発光管の始動
電圧が著しく上昇した場合や、外部からの機械的衝撃等
の何らかの理由により発光管への接続が切断された場
合、発光管が始動せず、始動ユニットに電源電圧の印加
が続き、パルス電圧が発生し続ける。このような状態で
電源スイッチを投入したまま放置すると、パルス電圧の
継続した印加により安定器の寿命を短縮したり、安定器
とランプとの間の配線の絶縁低下を引き起こすおそれが
ある。

【０００４】本発明は、上記従来例の問題点を解決する
ためになされたものであり、発光管が何らかの理由で始
動しない場合にパルス電圧を発生させない、安全性の高
い高圧放電ランプを提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の高圧放電ランプは、グロースタータ、抵抗
発熱体及び常閉の熱応動スイッチを含む直列回路を発光
管に並列に接続し、外管内に収容し、前記発光管が不動
作の場合に、前記抵抗発熱体の熱により前記グロースタ
ータの接点が閉成し、かつ前記熱応動スイッチも閉成
し、前記熱応動スイッチのスイッチング温度が１００〜
３５０℃の範囲内であり、前記抵抗発熱体からの熱で温
度が１５０℃以上となる位置に前記グロースタータを設
置したものである。上記構成において、前記抵抗発熱体
はセラミックヒーターであることが好ましい。また、上
記構成において、前記抵抗発熱体の冷抵抗値が１００Ω
〜５００Ωであることが好ましい。また、上記構成にお
いて、前記抵抗発熱体と前記熱応動スイッチとの間に前
記グロースタータを配置したことが好ましい。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の高圧放電ランプについ
て、図面を参照しつつ説明する。図１は第１の実施例の
高圧放電ランプの回路構成を示す模式図であり、図２は
高圧放電ランプの要部の構成を示す正面図である。

【０００７】図１に示すように、本発明の高圧放電ラン
プでは、始動器２及び熱応動スイッチ３で構成された直
列回路が発光管１の両電極１ａと１ｂの間に並列に接続
され、外管４内に収納されている。高圧放電ランプが高
圧ナトリウムランプの場合、一般に外管４内は高真空に
維持されている。一方、高圧放電ランプがメタルハライ
ドランプの場合、外管４内に窒素等の不活性ガスが封入
されることもある。発光管１の一方の電極１ａは、始動
補助用熱応動スイッチ６を介して始動補助導体５に接続
されている。始動補助導体５は、発光管１の外面に沿っ
て巻回され、発光管１に近接して設けられている。発光
管１の両電極１ａ及び１ｂは、安定器１０を介して電源
１１に接続されている。

【０００８】始動器２は、グロースタータ７とグロース
タータ７に流れる電流を制限するための抵抗発熱体８と
の直列回路で構成されている。熱応動スイッチ３は、発
光管１の放電開始後に始動器２への電流の供給を停止す
るものである。熱応動スイッチ３の復帰時間は、ランプ
の再始動時、すなわち、ランプへの電流が遮断され再度
投入された時の点灯を確実にするため、始動補助用熱応
動スイッチ６の復帰時間よりも長くなるように設定され
ている。始動器２と熱応動スイッチ３の配置を図２に示
す。図２に示すように、抵抗発熱体８にグロースタータ
７が当接し、熱応動スイッチ３は抵抗発熱体８からの熱
を受けにくくなるよう、グロースタータ７上方に配置さ
れている。

【０００９】次に、補助電極を有する発光管１を用いた
場合の構成例を図３に示す。図１に示す構成例とは、始
動補助導体５及び始動補助用熱応動スイッチ６が設けら
れていない点と、補助電極への電流を抑制するための抵
抗体９が、発光管１の電極１ｂと始動器２と熱応動スイ
ッチ３の接続点との間に設けられている点が異なる。

【００１０】次に、本発明の高圧ナトリウムランプを、
誘導性を有する安定器１０及び電源１１を用いて点灯す
る場合の動作について説明する。まず、上記いずれかの
構成を有する高圧ナトリウムランプに安定器１０を介し
て電源電圧を印加すると、始動器２に電流が流れる。始
動器２のグロースタータ７が開閉動作を行うことによ
り、安定器１０に流れていた電流の急激な変化が起こ
り、安定器１０にパルス電圧が誘起される。そして、こ
のパルス電圧と発光管１の外面に設けられた始動補助導
体５の始動補助効果により、発光管１の放電が開始す
る。放電開始後は、発光管１からの熱によって、始動補
助用熱応動スイッチ６と熱応動スイッチ３が開放され、
始動補助導体５と始動器２への電圧印加が停止される。

【００１１】発光管１が正常に動作する状態において
は、電源電圧を印加してから発光管１の放電が開始する
までの時間は長くても数秒間であり、この期間中の抵抗
発熱体８による加熱を受けてもグロースタータ７は閉路
温度までには到達しない。ところが、ランプの寿命末期
において発光管１の始動電圧が著しく上昇したり、外部
からの機械的衝撃により発光管１への電流供給線の一部
が切断される等のトラブルにより、発光管１が始動不能
の状態になった場合、電源電圧を印加しても発光管１は
放電を開始せず、グロースタータ７が開閉動作を続け、
始動器２の回路には断続的に電流が流れ続け、抵抗発熱
体８の温度が上昇していく。これにより、グロースター
タ７が加熱される。グロースタータの温度が、グロース
タータ７に付設してある接点の閉成温度を越えると、グ
ロースタータ７が常時閉路する。そのため、電流の急激
な変化がなくなり、安定器１０によるパルス電圧の発生
が停止する。

【００１２】

【実施例】次に、本発明の具体的な実施例について説明
する。図１に示す回路構成を図２のように配置し、２２
０Ｗの高圧ナトリウムランプを作成した。発光管１の寸
法は外径９ｍｍ、電極間距離５８ｍｍである。グロース
タータ７の接点の閉成温度は約１００℃、バルブの耐熱
温度は約５５０℃である。グロースタータ７に直列に接
続する抵抗発熱体８として、１辺が３０ｍｍの正方形の
セラミックヒーターを用いた。セラミックヒーターの室
温での抵抗値は約１００Ωであり、約５００℃の飽和温
度時での抵抗値は約５００Ωであった。また、これらの
部品で構成した始動器２に直列に接続する熱応動スイッ
チ３として、開路温度が約２００℃のバイメタルスイッ
チを用いた。

【００１３】ここでは抵抗発熱体８の冷抵抗値を約１０
０Ωとしたが、もし冷抵抗値が１００Ω以下の場合、始
動器２に流れる電流が大きいために、グロースタータ７
の劣化が非常に早くなる。一方、５００Ω以上の場合、
始動器２に流れる電流が小さいために、発光管１を始動
させるのに十分なパルス電圧が得られない。そのため、
実用上は約１００〜５００Ωの範囲が適当である。

【００１４】さらに、熱応動スイッチ３の開路温度を約
２００℃としたが、実際にランプを使用する場合の周囲
温度は、最高でもせいぜい５０℃程度であり、この場合
に熱応動スイッチ３が確実に閉路している必要がある。
また、ランプ点灯時の光放射を妨げることがないよう
に、熱応動スイッチ３を配置しなければならない。さら
に、ランプ点灯時に始動器２への電流供給を停止するた
め、熱応動スイッチ３を確実に開路させる必要がある。
これらを考慮に入れると、実用上は約１００〜３５０℃
の範囲内にあれば十分である。

【００１５】グロースタータ７の接点間隔を広げること
により、接点の動作温度を上昇させ、高いパルス電圧を
得ることができる。しかし、それに伴って、グロースタ
ータ７の動作電圧の上昇や、性能の低下が起こる。この
ため、接点の動作温度を、実用上において最適の約１０
０℃にしている。この接点を確実に閉路させるために
は、グロースタータ７を、温度が１５０℃以上になる位
置に設置すればよい。

【００１６】上記仕様で製作した高圧ナトリウムランプ
を、２５０Ｗの高圧水銀灯用安定器を介して２００Ｖの
交流電源に接続したところ、先に述べた過程を経て、電
源を投入してから数秒間で発光管１が正常に始動し、安
定点灯状態に移行した。次に、発光管１が始動不能にな
った状態での実験を行うために、ランプを消灯して冷却
後に、レーザー光線を利用して、外管４を破壊すること
なく外管４内で発光管１への電流供給線を切断し、発光
管１を始動不能の状態とした。この状態で電源電圧を印
加すると、始動器２に電流が流れ続け、セラミックヒー
ターの温度が急速に上昇し、約３０秒後にグロースター
タ７の接点が閉成してパルス電圧の発生が停止した。す
なわち、本発明の高圧放電ランプは、所期の目的どうり
に作動することが確認された。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
外管内に、発光管と共に、グロースタータ、抵抗発熱体
及び常閉の熱応動スイッチを含む直列体を発光管に並列
に接続して収容したので、万一、ランプの寿命末期に発
光管の始動電圧が著しく上昇したり、外部からの機械的
衝撃で発光管への電流供給線の一部が切断される等のア
クシデントにより発光管が始動不能の状態になった場合
でも、抵抗発熱体の熱によりグロースタータが閉路し、
かつ熱応動スイッチも閉成しているので、電流の急激な
変化がなくなり、安定器によるパルス電圧の発生が停止
する。その結果、安定器や点灯回路配線の絶縁低下を防
止することができ、安全性の高い高圧放電ランプが得ら
れる。

【００１８】また、熱応動スイッチのスイッチング温度
を１００〜３５０℃の範囲内とし、抵抗発熱体からの熱
で温度が１５０℃以上となる位置にグロースタータを設
置することにより、グロースタータが閉路する際に、熱
応動スイッチを確実に閉路させることができる。また、
ランプ点灯時に始動器への電流供給を停止するため、熱
応動スイッチを確実に開路させることができる。

【００１９】また、抵抗発熱体をセラミックヒーターと
することにより、室温で約１００Ω、約５００℃の飽和
温度時で約５００Ωの抵抗値が得られる。また、抵抗発
熱体を小型にすることができ、ランプ点灯時の光放射を
妨げることもない。また、抵抗発熱体の冷抵抗値を１０
０〜５００Ωの範囲とすることにより、発光管を始動さ
せるのに十分なパルス電圧が得られると共に、グロース
タータを急激に劣化させることもない。さらに、抵抗発
熱体と熱応動スイッチとの間にグロースタータを配置す
ることにより、グロ−スタ−タが抵抗発熱体からの熱を
妨げるために、熱応動スイッチが熱を受けにくくなり、
常閉の状態を保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高圧放電ランプの一実施例の回路構成
を示す模式図

【図２】本発明の高圧放電ランプの一実施例における要
部の部品配置を示す正面図

【図３】本発明の高圧放電ランプの他の実施例の回路構
成を示す模式図

【図４】従来の高圧放電ランプの回路構成を示す模式図

【符号の説明】

１ ：発光管 ２ ：始動器 ３ ：熱応動スイッチ ４ ：外管 ５ ：始動補助導体 ６ ：始動補助用熱応動スイッチ ７ ：グロースタータ ８ ：抵抗発熱体 ９ ：抵抗体 １０ ：安定器 １１ ：電源 １２ ：バイメタルスイッチ １３ ：加熱用抵抗体 １４ ：始動器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 祇園 洪 大阪府高槻市幸町１番１号 松下電子工業 株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 グロースタータ、抵抗発熱体及び常閉の
   熱応動スイッチを含む直列回路を発光管に並列に接続
   し、外管内に収容し、前記発光管が不動作の場合に、前
   記抵抗発熱体の熱により前記グロースタータの接点が閉
   成し、かつ前記熱応動スイッチも閉成する高圧放電ラン
   プであって、前記熱応動スイッチのスイッチング温度が
   １００〜３５０℃の範囲内であり、前記抵抗発熱体から
   の熱で温度が１５０℃以上となる位置に前記グロースタ
   ータを設置した高圧放電ランプ。
2. 【請求項２】 前記抵抗発熱体はセラミックヒーターで
   ある請求項１記載の高圧放電ランプ。
3. 【請求項３】 前記抵抗発熱体の冷抵抗値が１００Ω〜
   ５００Ωである請求項１又は２に記載の高圧放電ランプ
4. 【請求項４】 前記抵抗発熱体と前記熱応動スイッチと
   の間に前記グロースタータを配置した遠い請求項１から
   ３のいずれかに記載の高圧放電ランプ。