JPH11135075A - 金属蒸気放電灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】始動電圧を低減でき且つ主電極の取扱いが容易
な金属蒸気放電灯を提供する。 【解決手段】発光管の端部のキャップ２４が多結晶アル
ミナにより形成される。補助電極２２及び導電体８，９
が導電性セラミックにより形成される。ここに、補助電
極２２は、キャップ２４と同時一体に焼結され、発光管
１の内部に配置された一方の主電極１１の近傍に配置さ
れている。主電極１０，１１は導電体８，９により保持
される。導電体８，９はキャップ２４に、フリット２１
により封着される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光物質として金
属単体あるいは金属のハロゲン化物が封入されている金
属蒸気放電灯に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より提供されている金属蒸気放電灯
として、図２２に示す構造のメタルハライドランプがあ
る。このメタルハライドランプは、口金３を一端に設け
た外管２内に発光管１を収納してあり、発光管１と口金
３とは２本のステム線４，５により電気的に接続され、
かつステム線４，５を介して発光管１が外管２に支持さ
れている。一方のステム線５の一部は発光管１の側方を
通るように配置され、この部位は絶縁スリーブ３２によ
り覆われている。

【０００３】発光管１は、石英ガラスにより円筒状に形
成され、希ガスと、発光物質としての数種類の金属ハロ
ゲン化物（主としてヨウ化物）と、緩衝ガスとしての水
銀が封入されている。発光管１の長手方向の両端部内に
は、それぞれ主電極１０，１１が配設されている。主電
極１０，１１は電極棒とコイルとからなるコイル電極で
あって線状の導電体８，９を介して外部回路に接続され
る。また、発光管１の一方の端部内には主電極１１に隣
接して補助電極２２が配設され、補助電極２２は導電線
１５を介して外部回路に接続される。主電極１０，１１
ないし導電体８，９および補助電極２２ないし導電線１
５は発光管１に対して気密的に封止される。主電極１
０，１１は点灯中に放電を維持する電極であって、補助
電極２２は始動時に主電極１１との間で始動を補助する
ための放電を生成する。つまり、主電極１０，１１の間
で放電を開始しようとすれば、主電極１０，１１の間に
非常に高い電圧を印加する必要があるが、主電極１１と
補助電極２２とは距離が小さいから放電開始に要する電
圧は低くなる。主電極１１と補助電極２２との間で放電
が開始されると発光管１内にイオンが生成されるから、
その後に主電極１０，１１間の放電を開始させる際の印
加電圧を低減することができる。

【０００４】一方、金属蒸気放電灯としての高圧ナトリ
ウムランプは、図２３に示す構造を有しており、発光管
１には、始動補助用の希ガスと、発光物質であるナトリ
ウムと、緩衝ガスとしての水銀が封入される。したがっ
て、発光管１は高温かつ高圧のナトリウム蒸気に対して
化学的に安定な材料である半透明の多結晶アルミナセラ
ミック（もしくは透明の単結晶アルミナ）を用いて円筒
状に形成される。発光管１として用いるこの種の材料に
対してタングステンを気密的に封止するのは困難である
から、主電極１０（図２３に示していないが図２２と同
様である），１１を外部回路に接続する導電体８，９を
発光管１に挿通し、導電体８，９をフリット２１により
封止している。つまり、高圧ナトリウムランプの点灯中
には発光管１の長手方向の両端部は１０００℃に近い高
温になるから導電体８，９としては耐熱性が要求され、
さらにナトリウムに対して化学的に安定かつ膨張率が発
光管１とほぼ等しいことが要求されるから、このような
条件を満たす材料として９９％Ｎｂ−１％Ｚｒ合金が用
いられる。また、フリット２１は発光管１を形成するア
ルミナと一体に焼結するから耐熱性に優れかつ膨張率が
発光管１とほぼ等しいことが要求される。

【０００５】上述のように高圧ナトリウムランプは電極
部分の封止構造が複雑であり、また封止作業も面倒であ
るから、発光管１の端部と主電極１０，１１を保持する
導電体８，９とをフリット２１により封止するのに加え
て、補助電極もフリット２１で封止するのは生産上困難
である。したがって、高圧ナトリウムランプでは発光管
１の内部に補助電極を設けず、発光管１の管壁外側面に
沿って始動補助導体１８を配設する構成が一般的であ
る。このような始動補助導体１８を設けておけば主電極
１０，１１間に高電圧を印加したときに、発光管１の内
面を伝って始動補助導体１８に沿う形で微放電が生じ、
微放電によりイオンが生成されるから、主電極１０，１
１間のアーク放電への移行が容易になり、始動補助導体
１８がない場合よりも始動電圧を低減することができる
のである。

【０００６】金属蒸気放電灯としては、図２４に示す構
造のセラミックメタルハライドランプもある。セラミッ
クメタルハライドランプは、発光管１として高圧ナトリ
ウムランプと同様の材料を用いたものであって、透光性
のセラミックよりなる発光管１はタングステンのような
金属を封止するのが困難であって、高圧ナトリウムラン
プと同様の封止構造が必要になるから、発光管１に石英
ガラスを用いたメタルハライドランプのような補助電極
は設けていない。また、発光管１に封入され高温になる
金属のヨウ化物と高圧ナトリウムランプで用いているフ
リット２１とは非常に反応しやすいから、このことから
も補助電極を設けるのは困難である。さらに、主電極を
接続している線状の導電体８，９についてもフリット２
１による封止が必要であるから、発光管１の長手方向の
両端部を中央部よりも細径にし、発光管１の中央部から
離れた部位で導電体８，９をフリット２１により封止し
て、フリット２１と高温の金属ヨウ化物との接触機会を
低減させる構成が採用されている。

【０００７】上述のように、高圧ナトリウムランプやセ
ラミックメタルハライドランプのような透光性のセラミ
ックよりなる発光管１を備えた金属蒸気放電灯では、主
電極のみが発光管１内に配設されており、補助電極を発
光管１内に設けたものは商品化されていない。もちろ
ん、高圧ナトリウムランプについて説明したように、始
動補助導体１８を発光管１の外部に設けることによって
始動性を改善することはセラミックメタルハライドラン
プにおいても提案されているが、発光管１の外部に始動
補助導体１８を設けたものは、発光管１の内部に補助電
極を設けたものに比較すると始動性の改善効果は小さ
い。

【０００８】このような始動性の問題を解決すべく、特
開昭５５−５９６５０号公報には、発光管における主電
極の近傍の側壁部に導電性セラミックよりなる補助電極
を貫通させたものが開示され、特開昭６２−１５０６４
６号公報には、主電極の材料として導電性セラミックを
用いることによって発光管と電極とを同時一体に焼結し
たものが開示されている。特開昭６２−１５０６４６号
公報に記載のものでは、発光管の両端部にセラミックよ
りなるキャップを設け、導電性セラミックよりなる主電
極をキャップと同時一体に焼結するとともに、導電性セ
ラミックにより形成された補助電極の周囲に絶縁性セラ
ミックを同時一体に焼結し、さらに絶縁性セラミックを
キャップにフリットを用いて封着した構成になってい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前者の構成のように、
発光管の側壁部に導電性セラミックにより形成した補助
電極を貫通しているものでは、補助電極の発光管への導
入部とランプの点灯中に両主電極間に生成される放電ア
ークとの距離が近くなるから、補助電極の導入部が高温
になる。その結果、発光管と補助電極との熱膨張率の差
が無視できなくなり、発光管と補助電極との気密性を維
持するのが困難になる。

【００１０】また、後者の構成のようにキャップに絶縁
性セラミックを介して補助電極を設けたものでは、補助
電極となる導電性セラミックの周囲に絶縁性セラミック
を同時一体に焼結し、さらに絶縁性セラミックと発光管
とをフリットにより封止するものであるから、構造が複
雑であり大量生産には適していないという問題がある。

【００１１】ところで、高圧ナトリウムランプにおい
て、図２５に示すように、導電性セラミックよりなる補
助電極２２を発光管１の端部のキャップ２４と同時一体
に焼結することや、図２６に示すように、主電極１１を
保持する発光管１の端部のキャップ２４を導電性セラミ
ックにより形成することが提案されている。また、高圧
ナトリウムランプやセラミックハライドランプのような
金属蒸気放電灯は、ナトリウムや金属ヨウ化物などの発
光物質が発光管内に過剰量封入された飽和形放電灯であ
るから、始動前には点灯中の最冷点箇所となる発光管の
端部に封入物が固相状態ないし液相状態で多量に凝縮す
ることになる。その結果、発光管内に補助電極を設けて
いると、始動前には主電極を保持する導電体と補助電極
との間が封入物により短絡するおそれがある。そこで、
図２７に示すように、発光管１の内部に突出する補助電
極２２を先端部を残して覆う保護壁２８を設けることが
提案されている。

【００１２】また、主電極１１と補助電極２２との距離
が短いほど小さい印加電圧で放電を開始することができ
るが、主電極１１と補助電極２２との間で放電を生じさ
せると、補助電極２２の狭い領域に熱衝撃を与えること
になり、しかも、補助電極２２は発光管１の管壁２３と
主電極１１との間の狭い空間に配置するために一般には
細長形状を有しているから熱伝導が悪く、補助電極２２
の先端部には非常に大きな熱ストレスがかかることにな
る。このように始動のたびに大きな熱ストレスがかかる
から、始動を繰り返すうちに補助電極２２が欠損して始
動性が劣化し、最終的には始動することができなくな
る。そこで、図２８に示すように、主電極１１と、導電
体８が発光管と封止される部分との間に、電子放射性物
質または電子放射性物質を含むコイル２９を設けること
が提案されている。

【００１３】ところで、図２５ないし図２８の構成で
は、導電体８，９として、９９％Ｎｂ−１％Ｚｒ合金が
使用されており、熱歪をできるだけ少なくするためには
導電体８，９の径を小さくすることが望ましい。しかし
ながら、導電体８，９には十分な電流を流さなければな
らないので、ある程度の断面積を確保する必要があり、
結果として、導電体８，９の形状は、比較的外径の大き
な筒状の形状となっており、導電体８，９の強度が弱く
て導電体８，９の取扱いが難しい。

【００１４】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、始動電圧を低減でき且つ主電極の取
扱いが容易な金属蒸気放電灯を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、発光
物質として金属が封入された発光管と、発光管の内部空
間に配置された少なくとも２つの主電極と、前記発光管
の一部を形成するキャップを通して挿入され主電極を保
持する導電体と、少なくとも１つの主電極の近傍に配置
される補助電極とを備え、導電体及び補助電極がともに
導電性セラミックよりなることを特徴とするものであっ
て、補助電極を備えていることにより始動電圧を低減で
き、導電体及び補助電極がともに導電性セラミックより
なるので、主電極が９９％Ｎｂ−１％Ｚｒ合金により形
成されている場合に比べて主電極の取扱いが容易にな
る。

【００１６】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、発光管が透光性セラミックと単結晶アルミナとのい
ずれか一方よりなるので、発光管と補助電極とを同時一
体に焼結することが可能となり、製造が容易になるとと
もに、補助電極の発光管に対する気密性を高くすること
ができる。請求項３の発明は、請求項１または請求項２
の発明において、補助電極が、発光管のキャップに設け
られていることを特徴とする。

【００１７】請求項４の発明は、請求項１または請求項
２の発明において、補助電極が、発光管の管壁に設けら
れていることを特徴とする。請求項５の発明は、請求項
３または請求項４の発明において、補助電極が発光管と
同時一体に焼結され、二つの導電体は発光管のキャップ
にフリットにより封着されているので、製造が容易で、
しかも、補助電極の発光管に対する気密性を高くするこ
とができる。

【００１８】請求項６の発明は、請求項３または請求項
４の発明において、補助電極が発光管と同時一体に焼結
され、二つの導電体のうちの一方の導電体は発光管のキ
ャップにフリットにより封着され、他方の導電体は発光
管のキャップと同時一体に焼結されているので、フリッ
トの使用量を請求項５の発明に比べて低減でき、発光管
の気密性を高めることができる。

【００１９】請求項７の発明は、請求項３または請求項
４の発明において、補助電極と導電体とはともに発光管
と同時一体に焼結され、発光管のキャップにフリットに
より封止された柱体が設けられているので、導電体とキ
ャップとの間のフリットが不要になり、フリットの使用
量を低減でき、発光管の気密性を高めることができる。

【００２０】請求項８の発明は、請求項５の発明におい
て、発光管のキャップが導電性セラミックよりなり、発
光管のキャップの一部が補助電極を兼ねるので、キャッ
プと補助電極とを連続一体に形成することができ、製造
が容易になるとともに、発光管の気密性を高めることが
できる。請求項９の発明は、請求項１または請求項２の
発明において、発光管の内部に突出する補助電極を先端
部を残して覆う絶縁性の保護壁を備えているので、発光
管に封入した発光物質などの封入物が凝縮して補助電極
付近に溜まっても主電極と補助電極とが短絡することが
なく、始動時には主電極と補助電極との間に放電を生じ
させて確実に始動することができる。

【００２１】請求項１０の発明は、請求項１または請求
項２の発明において、発光管の内部において導電体の表
面に被着され少なくとも一部が電子放射性物質からなる
始動手段を備えているので、始動時には始動手段と補助
電極との間で放電を開始させることができ、始動手段は
電子を放出しやすいから、補助電極を発光管内で主電極
の近傍まで延長しなくても主電極と補助電極との間の放
電開始電圧を低減することができる。つまり補助電極は
熱ストレスを受けにくくなり、始動を繰り返しても補助
電極が欠損せず、始動性の劣化が生じにくくなる。

【００２２】請求項１１の発明は、請求項１０の発明に
おいて、始動手段として電子放射性物質を含むコイルを
用いているので、始動手段がコイルを形成しているか
ら、始動手段を導電体に取り付けるのが容易であるとと
もに表面積を比較的大きくとることができて電子を発生
しやすくなる。

【００２３】

【発明の実施の形態】本実施形態では、金属蒸気放電灯
として高圧ナトリウムランプを例示する。図２に示すよ
うに、一端部に口金３を設けた外管２内に発光管１が収
納される。口金３には導電線である２本のステム線４，
５の一端部が接続され、ステム線４，５の他端部にそれ
ぞれ支持体６，７を介して発光管１に設けた導電体８，
９が接続される。導電体８，９は発光管１の内部空間に
配置された主電極（後述する）を保持する。つまり、口
金３と主電極とはステム線４，５と支持体６，７と導電
体８，９とを介して電気的に接続される。ステム線４，
５が発光管１を支持するのに十分な強度を有しているこ
とはいうまでもない。外管２は硬質ガラスにより形成さ
れ、内部はバリウムゲッタ１９を用いて高真空状態に保
たれている。

【００２４】発光管１は、耐アルカリ性を有する透光性
材料により円筒状に形成される。この種の材料として
は、たとえば多結晶アルミナや多結晶イットリアのよう
な透光性セラミック、あるいは単結晶アルミナなどがあ
る。発光管１の両端部は多結晶アルミナにより形成され
たキャップ２４により気密的に封止し、キャップ２４に
は導電性セラミックよりなる導電体８，９を挿通してあ
る。導電体８，９はキャップ２４に対してフリット２１
により封止される。導電体８，９において発光管１の内
部に挿入された一端部には主電極（図示せず）が接続さ
れる。発光管１内には始動補助用のキセノンガス、発光
物質としてのナトリウム、緩衝ガスとしての水銀を封入
してある。

【００２５】支持体６，７はタンタル板よりなり一端部
がステム線４，５に固着される。また、口金３側の導電
体９は中空に形成されており、支持体６の他端部に固着
された導電棒１２が挿入される。導電棒１２は導電体９
に挿入されるだけであって固着されておらず、発光管１
とステム線４，５との膨張率の差を導電体９と導電棒１
２とにより吸収することができるようにしてある。ま
た、この構造を採用すると導電体９と導電棒１２との間
の電気抵抗が増加するから、ステム線４と導電体９とを
導電線２０を介して接続することで電気的性能を確保し
ている。

【００２６】上述のようにキャップ２４は絶縁性セラミ
ックである多結晶アルミナにより形成されており、この
キャップ２４の一方には、図１に示すように、導電性セ
ラミックよりなる補助電極２２が挿通される。ここにお
いて、発光管１の管壁２３と、キャップ２４と、補助電
極２２とは同時一体に焼結されている。また、導電体
８，９は導電性セラミックにより形成されており、キャ
ップ２４にフリット２１により封着してある。図１に示
した構成では、導電体８，９をフリット２１によりキャ
ップ２４に封着しているが、発光管１の長手方向の少な
くとも一方の端部の導電体８，９をフリット２１により
封着すれば発光管１内に封入物（希ガスを含む）を導入
することができるので、図３に示すように、一方の導電
体８をキャップ２４と同時一体に焼結してもよいし、図
４に示すように、他方の導電体９をキャップ２４と同時
一体に焼結してもよい。図３及び図４に示す構成では、
図１の構成に比較してフリット２１の使用量を低減する
ことができるので、発光管１のリークの危険性を低減す
ることができる。なお、主電極１０，１１は導電体８，
９と連続一体に形成されており、主電極１０，１１は、
電子放射性物質を含むコイルを備えている。

【００２７】ところで、補助電極２２は電流制限用の抵
抗１４とバイメタル１３とを介してステム線５に接続さ
れる。バイメタル１３は点灯前および点灯直後にはオン
になっている。したがって、ランプへの通電開始時には
主電極１１と補助電極２２との間で放電が生じ、発光管
１の内部でイオンが生成される。ステム線５と補助電極
２２との間には抵抗１４が挿入されているから、主電極
１１と補助電極２２との間で生じる放電により流れる電
流は抵抗１４により制限されており、主電極１０，１１
間のインピーダンスが小さくなると主電極１０，１１間
でアーク放電が生じる状態に移行する。点灯状態が安定
すると外管２の内部温度が上昇し、バイメタル１３がオ
フになって補助電極２２への給電が停止する。なお、図
２中の１８は発光管１の管壁２３の外側面に沿って配設
された始動補助導体１８であって、バイメタル１７を介
してステム線５に接続される。

【００２８】本実施形態で説明した図１、図３、図４の
金属蒸気放電灯と、図２３に示した金属蒸気放電灯との
始動性を比較するために、各金属蒸気放電灯をそれぞれ
１０本ずつ作成し、始動器（イグナイタ）を備える高圧
ナトリウムランプ用に市販されているバラスト（定格電
圧２００Ｖ）に接続し、電源投入後３秒以内に安定な放
電が発光管１内に生成されるか否かを試験した。また、
バラストに印加する電源電圧を上昇させると発光管１に
印加される始動パルスのエネルギが増加するから、電源
電圧を１００Ｖから徐々に上昇させて試験を行なった。
ただし、各部の寸法は以下のように設定した。外管２は
外径を５０ｍｍとし、発光管１は内径を６ｍｍ、外径を
７．４ｍｍ、全長を６０ｍｍとし、発光管１には２７０
０Ｐａのキセノンガスと４ｍｇのナトリウムと１６ｍｇ
の水銀とを封入した。また、支持体６，７は幅を３ｍ
ｍ、厚みを０．５ｍｍとした。この条件で試験を行なう
とともに、３秒以内に点灯するときの電源電圧の平均値
を始動電源電圧とした。

【００２９】試験結果によると、図２３に示した構成で
の始動電源電圧は１６０Ｖであり、図１、図３、図４に
示した本実施形態の高圧ナトリウムランプでの始動電源
電圧はそれぞれ１２５Ｖ，１２６Ｖ，１２５Ｖであっ
た。すなわち、本実施形態では図２３の構成に比較して
始動電源電圧を小さくすることができ、始動性を改善す
ることができた。

【００３０】図５に示すものは、導電体８，９を導電性
セラミックにより形成するとともに、導電性セラミック
よりなる補助電極２２と絶縁性セラミックよりなるキャ
ップ２４と導電体８，９とを同時一体に焼結したもので
ある。図５に示す構成の場合、導電体８，９とキャップ
２４との間のフリット２１は不要であるが、発光管１の
内部の空気を排気するとともに発光管１の内部に封入物
（希ガスを含む）を導入するために、キャップ２４に排
気孔２７を形成するとともに、排気孔２７に柱体２６を
挿入しフリット２１により封止してある。この構成でも
同様の効果を得ることができた。図５の構成では、図
１、図３、図４の構成に比較してフリット２１の使用量
を低減できるので、発光管１のリークの危険性を低減す
ることができる。また、図５に示した構成では、排気孔
２７を発光管１の端部のキャップ２４に形成してある
が、発光管１の管壁２３に形成しても同様の効果が得ら
れた。

【００３１】ところで、発光管１の内径が小さければ、
図６に示す構成を採用することができる。この構成では
キャップ２４を導電性セラミックにより形成し、キャッ
プ２４と連続一体に突起状の補助電極２２を形成してい
る。導電性セラミックにより形成された導電体８，９は
キャップ２４にフリット２１によって封着され、このフ
リット２１は導電体８，９とキャップ２４との絶縁を兼
ねる。なお、この場合の補助電極２２が微小な突起であ
っても同様の効果が得られた。図６に示す構成では、上
述の始動電源電圧は１３１Ｖであった。

【００３２】図７に示すものは、図１の構成において、
発光管１の内部に突出する補助電極２２を先端部を残し
て保護壁２８により覆ったものである。保護壁２８は、
キャップ２４に連続一体に形成され絶縁性を有する。し
たがって、図７の構成では、図１の構成に比較して主電
極１１と補助電極２２との間の絶縁された沿面距離が長
くなり、発光管１に封入した発光物質などの封入物が凝
縮して補助電極２２付近に溜まっても主電極１１と補助
電極２２とが短絡することがなく、始動時には主電極１
１と補助電極２２との間に放電を生じさせて確実に始動
することができる。

【００３３】図８に示すものは、図５の構成において、
発光管１の内部に突出する補助電極２２を先端部を残し
て保護壁２８により覆ったものである。保護壁２８は、
キャップ２４に連続一体に形成され絶縁性を有する。し
たがって、図８の構成では、図５の構成に比較して主電
極１１と補助電極２２との間の絶縁された沿面距離が長
くなり、発光管１に封入した発光物質などの封入物が凝
縮して補助電極２２付近に溜まっても主電極１１と補助
電極２２とが短絡することがなく、始動時には主電極１
１と補助電極２２との間に放電を生じさせて確実に始動
することができる。

【００３４】図９に示すものは、図６の構成において、
発光管１の内部に突出する補助電極２２を先端部を残し
て保護壁２８により覆ったものである。図９に示す構成
では、導電性セラミックよりなるキャップ２４において
発光管１の内部空間に露出する部位を、絶縁性セラミッ
クよりなる絶縁壁２９によって覆っており、保護壁２８
は絶縁壁２９と連続一体に形成される。したがって、図
９の構成では、図６の構成に比較して主電極１１と補助
電極２２との間の絶縁された沿面距離が長くなり、発光
管１に封入した発光物質などの封入物が凝縮して補助電
極２２付近に溜まっても主電極１１と補助電極２２とが
短絡することがなく、始動時には主電極１１と補助電極
２２との間に放電を生じさせて確実に始動することがで
きる。

【００３５】図７、図８、図９の金属蒸気放電灯をそれ
ぞれ上述の条件で１０本ずつ作成し、始動器（イグナイ
タ）を備える高圧ナトリウムランプ用に市販されている
バラスト（定格電圧２００Ｖ）に接続し、電源電圧を１
８０Ｖとし、電源投入後３秒以内に安定な放電が発光管
１内に生成されるか否かを試験したところ、図７、図
８、図９の各構成それぞれについて１０本すべて安定な
放電が生成された。

【００３６】図１０、図１１、図１２に示すものは、そ
れぞれ図１、図５、図６に示す構成において、発光管１
内部に突出する補助電極２２の長さを短くし（つまり、
補助電極２２を主電極１１の近傍まで延長していな
い）、導電体９とキャップ２４との封止部と主電極１１
との間には電子放出物質を含む（つまり、電子放出物質
を表面に被着しているか、電子放出物質で形成されてい
る）コイル２９が取り付けている。このコイル２９は導
電体９の外周を囲むリング状に形成されていればよい。

【００３７】図１０、図１１、図１２の金属蒸気放電灯
をそれぞれ上述の条件で１０本ずつ作成し、各金属蒸気
放電灯を１時間点灯させた後に３０分間消灯させるとい
うサイクルで点滅させ点灯開始時の始動電源電圧測定を
行なっところ初期値との変化は少なかった。図１０に示
す構成では、点滅前における始動電源電圧は１２３Ｖで
あり、３０００回の点滅後の始動電源電圧は１２６Ｖで
あった。また、図１１に示す構成では、点滅前における
始動電源電圧は１２４Ｖであり、３０００回の点滅後の
始動電源電圧は１２３Ｖであった。また、図１２に示す
構成では、点滅前における始動電源電圧は１３１Ｖであ
り、３０００回の点滅後の始動電源電圧は１２１Ｖであ
った。すなわち、図１０、図１１、図１２の金属蒸気放
電灯は、それぞれ図１、図５、図６の構成に比較して補
助電極２２と主電極１１との距離が大きくなっているに
もかかわらず同程度の始動性を得ることができた。ま
た、発光管１内部における補助電極２２の突出長さを短
くしてあるから、補助電極２２の欠損が生じる可能性も
低くなり、補助電極２２の欠損による不点を抑えること
ができた。

【００３８】以上の結果から、図１０、図１１、図１２
に示す構成では、コイル２９が存在しないと補助電極２
２は始動時に導電体９もしくは主電極１１との間で放電
しなければならず放電開始電圧が高くなるのに対して、
コイル２９を設けたことによって始動時に補助電極２２
とコイル２９との間で放電が安定して生成され始動性が
向上することが確認された。

【００３９】ところで、上述の各構成例では、補助電極
２２を発光管１のキャップ２４に設けた例を示したが、
補助電極２２を発光管１の管壁２３に設けるようにして
もよい。例えば、図１３に示す構成は、図１の構成に対
応するものであって、図１の構成と同様の効果が得ら
れ、図１３の構成では、上述の始動電源電圧は１１９Ｖ
であった。

【００４０】同様に、図１４の構成は図４の構成に、図
１５の構成は図５の構成に、図１６の構成は図７の構成
に、図１７の構成は図７の構成に、図１８の構成は図８
の構成に、図１９の構成は図１０の構成に、図２０の構
成は図１０の構成に、図２１の構成は図１１の構成に、
それぞれ対応し、図１４ないし図２１は対応する構成と
同様の効果が得られた。

【００４１】なお、上述の各構成例では、主電極１０，
１１を導電性セラミックで形成した例を示したが、主電
極１０，１１を金属で形成する構成を採用してもよい。

【００４２】

【発明の効果】請求項１の発明は、発光物質として金属
が封入された発光管と、発光管の内部空間に配置された
少なくとも２つの主電極と、前記発光管の一部を形成す
るキャップを通して挿入され主電極を保持する導電体
と、少なくとも１つの主電極の近傍に配置される補助電
極とを備え、導電体及び補助電極がともに導電性セラミ
ックよりなるので、補助電極を備えていることにより始
動電圧を低減でき、且つ、主電極が９９％Ｎｂ−１％Ｚ
ｒ合金により形成されている場合に比べて主電極の取扱
いが容易になるという効果がある。

【００４３】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、発光管が透光性セラミックと単結晶アルミナとのい
ずれか一方よりなるので、発光管と補助電極とを同時一
体に焼結することが可能となり、製造が容易になるとと
もに、補助電極の発光管に対する気密性を高くすること
ができるという効果がある。請求項５の発明は、請求項
３または請求項４の発明において、補助電極が発光管と
同時一体に焼結され、二つの導電体は発光管のキャップ
にフリットにより封着されているので、製造が容易で、
しかも、補助電極の発光管に対する気密性を高くするこ
とができるという効果がある。

【００４４】請求項６の発明は、請求項３または請求項
４の発明において、補助電極が発光管と同時一体に焼結
され、二つの導電体のうちの一方の導電体は発光管のキ
ャップにフリットにより封着され、他方の導電体は発光
管のキャップと同時一体に焼結されているので、フリッ
トの使用量を請求項５の発明に比べて低減でき、発光管
の気密性を高めることができるという効果がある。

【００４５】請求項７の発明は、請求項３または請求項
４の発明において、補助電極と導電体とはともに発光管
と同時一体に焼結され、発光管のキャップにフリットに
より封止された柱体が設けられているので、導電体とキ
ャップとの間のフリットが不要になり、フリットの使用
量を低減でき、発光管の気密性を高めることができると
いう効果がある。

【００４６】請求項８の発明は、請求項５の発明におい
て、発光管のキャップが導電性セラミックよりなり、発
光管のキャップの一部が補助電極を兼ねるので、キャッ
プと補助電極とを連続一体に形成することができ、製造
が容易になるとともに、発光管の気密性を高めることが
できるという効果がある。請求項９の発明は、請求項１
または請求項２の発明において、発光管の内部に突出す
る補助電極を先端部を残して覆う絶縁性の保護壁を備え
ているので、発光管に封入した発光物質などの封入物が
凝縮して補助電極付近に溜まっても主電極と補助電極と
が短絡することがなく、始動時には主電極と補助電極と
の間に放電を生じさせて確実に始動することができると
いう効果がある。

【００４７】請求項１０の発明は、請求項１または請求
項２の発明において、発光管の内部において導電体の表
面に被着され少なくとも一部が電子放射性物質からなる
始動手段を備えているので、始動時には始動手段と補助
電極との間で放電を開始させることができ、始動手段は
電子を放出しやすいから、補助電極を発光管内で主電極
の近傍まで延長しなくても主電極と補助電極との間の放
電開始電圧を低減することができる。つまり補助電極は
熱ストレスを受けにくくなり、始動を繰り返しても補助
電極が欠損せず、始動性の劣化が生じにくくなるという
効果がある。

【００４８】請求項１１の発明は、請求項１０の発明に
おいて、始動手段として電子放射性物質を含むコイルを
用いているので、始動手段がコイルを形成しているか
ら、始動手段を導電体に取り付けるのが容易であるとと
もに表面積を比較的大きくとることができて電子を発生
しやすくなるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す要部断面図である。

【図２】同上の側面図である。

【図３】同上の他の構成例の要部断面図である。

【図４】同上の他の構成例の要部断面図である。

【図５】同上の他の構成例の要部断面図である。

【図６】同上の他の構成例の要部断面図である。

【図７】同上の他の構成例の要部断面図である。

【図８】同上の他の構成例の要部断面図である。

【図９】同上の他の構成例の要部断面図である。

【図１０】同上の他の構成例の要部断面図である。

【図１１】同上の他の構成例の要部断面図である。

【図１２】同上の他の構成例の要部断面図である。

【図１３】同上の他の構成例の要部断面図である。

【図１４】同上の他の構成例の要部断面図である。

【図１５】同上の他の構成例の要部断面図である。

【図１６】同上の他の構成例の要部断面図である。

【図１７】同上の他の構成例の要部断面図である。

【図１８】同上の他の構成例の要部断面図である。

【図１９】同上の他の構成例の要部断面図である。

【図２０】同上の他の構成例の要部断面図である。

【図２１】同上の他の構成例の要部断面図である。

【図２２】従来例を示す側面図である。

【図２３】他の従来例を示す側面図である。

【図２４】さらに他の従来例を示す側面図である。

【図２５】他の構成例の要部断面図である。

【図２６】他の構成例の要部断面図である。

【図２７】他の構成例の要部断面図である。

【図２８】他の構成例の要部断面図である。

【符号の説明】

１ 発光管 ８，９ 導電体 １０，１１ 主電極 ２１ フリット ２２ 補助電極 ２４ キャップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 齋藤 直樹 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光物質として金属が封入された発光管
   と、発光管の内部空間に配置された少なくとも２つの主
   電極と、前記発光管の一部を形成するキャップを通して
   挿入され主電極を保持する導電体と、少なくとも１つの
   主電極の近傍に配置される補助電極とを備え、導電体及
   び補助電極がともに導電性セラミックよりなることを特
   徴とする金属蒸気放電灯。
2. 【請求項２】 発光管が透光性セラミックと単結晶アル
   ミナとのいずれか一方よりなることを特徴とする請求項
   １記載の金属蒸気放電灯。
3. 【請求項３】 補助電極が、発光管のキャップに設けら
   れて成ることを特徴とする請求項１または請求項２記載
   の金属蒸気放電灯。
4. 【請求項４】 補助電極が、発光管の管壁に設けられて
   成ることを特徴とする請求項１または請求項２記載の金
   属蒸気放電灯。
5. 【請求項５】 補助電極が発光管と同時一体に焼結さ
   れ、二つの導電体は発光管のキャップにフリットにより
   封止されて成ることを特徴とする請求項３または請求項
   ４記載の金属蒸気放電灯。
6. 【請求項６】 補助電極が発光管と同時一体に焼結さ
   れ、二つの導電体のうちの一方の導電体は発光管のキャ
   ップにフリットにより封止され、他方の導電体は発光管
   のキャップと同時一体に焼結されて成ることを特徴とす
   る請求項３または請求項４記載の金属蒸気放電灯。
7. 【請求項７】 補助電極と導電体とはともに発光管と同
   時一体に焼結され、発光管のキャップにフリットにより
   封止された柱体が設けられて成ることを特徴とする請求
   項３または請求項４記載の金属蒸気放電灯。
8. 【請求項８】 発光管のキャップが導電性セラミックよ
   りなり、発光管のキャップの一部が補助電極を兼ねるこ
   とを特徴とする請求項５記載の金属蒸気放電灯。
9. 【請求項９】 発光管の内部に突出する補助電極を先端
   部を残して覆う絶縁性の保護壁を備えて成ることを特徴
   とする請求項１または請求項２記載の金属蒸気放電灯。
10. 【請求項１０】 発光管の内部において導電体の表面に
    被着され少なくとも一部が電子放射性物質からなる始動
    手段を備えて成ることを特徴とする請求項１または請求
    項２記載の金属蒸気放電灯。
11. 【請求項１１】 始動手段が電子放射性物質を含むコイ
    ルであることを特徴とする請求項１０記載の金属蒸気放
    電灯。