JPH1196966A

JPH1196966A - 高圧金属蒸気放電灯

Info

Publication number: JPH1196966A
Application number: JP27520897A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Sasaki; 俊一佐々木; Takenobu Iida; 武伸飯田
Original assignee: Iwasaki Denki KK
Current assignee: Iwasaki Denki KK
Priority date: 1997-09-22
Filing date: 1997-09-22
Publication date: 1999-04-09

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、放電灯始動の際、常に安定したア
ーク放電に移行させることのできる等の始動特性が良好
で、発光管の寿命特性も優れた高圧金属蒸気放電灯を提
供すること目的とする。【解決手段】本発明は、外球と、両端に電極を封着して
なる発光管と、少なくとも非線形コンデンサと双方向性
の半導体スイッチと熱応動スイッチとの直列回路からな
る内部始動器を前記発光管に電気的に並列に接続して前
記外球内に保持してなり、定格１００〜１３０Ｖの交流
電源電圧にて点灯するように構成し、前記発光管の電極
は電極心棒と電極部とよりなり、前記電極心棒の心棒径
を０．５〜０．７ｍｍとし、かつ、電極部の外径を１．
６〜２．３ｍｍと規定する共に前記非線形コンデンサの
厚みを０．４５〜０．８０ｍｍとして該コンデンサの抗
電圧を２５〜４５Ｖに選定し、また、前記半導体スイッ
チのブレークオーバー電圧を６０〜１００Ｖに選定する
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外球内に発光管と
並列に少なくとも非線形コンデンサからなる内部始動器
を接続した高圧金属蒸気放電灯に関し、特に定格値が１
００〜１３０Ｖの交流電源電圧で点灯される低ワットの
放電灯の発光管の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】高圧金属蒸気放電灯として例えば高圧ナ
トリウムランプは、高い発光効率を有し屋内外のスポー
ツ施設あるいは商業施設等の照明分野に広く用いられて
いる。この種の高圧ナトリウムランプは、一般的に商用
電源電圧２００Ｖクラスあるいは１００Ｖクラスで直接
に始動させることは困難であるため、例えば図４に示す
ような構成としてある。図４において、高圧ナトリウム
ランプ３１は、外球３２内に発光管３３と並列にバイメ
タルスイッチのごとき熱応動スイッチ３４とグロースタ
ータ３５との直列回路が接続されて構成されている。
又、このようなランプ３１はチョーク型安定器３６を介
して交流電源３７に接続されている。

【０００３】ところが、このように内部始動器としてグ
ロースタータを内蔵した放電灯は、定格１００〜１３０
Ｖの交流電源電圧で１００Ｗ以下の低ワットの放電灯を
点灯するような場合、放電灯の始動点灯が困難であると
いう問題がある。この原因は、グロースタータによって
生じたパルスのピーク電圧は約１０００Ｖ以上と十分に
高いので、発光管の両電極間における絶縁破壊は生じる
が、パルスの発生形態が比較的不規則で、しかもパルス
半値幅は２〜５μｓと小さく、かつ二次開放電圧が１０
０〜１３０Ｖと低いために、発光管の絶縁破壊から安定
したアーク放電への移行が困難であるためである。

【０００４】ところで、定格２００〜２３０Ｖの交流電
源電圧で、例えば３６０Ｗ程度の中ワットの放電灯を点
灯する場合は、図５に示すような放電灯が知られてい
る。（特開昭６０−１３６１５１号公報、特開昭６０−
５４１９８号公報、特開昭６０−５２００７号公報等）
同図に示す放電灯４１は、外球４２内に発光管４３が支
持され、熱応動スイッチ４４と非線形コンデンサ（以下
「ＦＥＣ」という）４５と双方向性サイリスタのごとき
半導体スイッチ（以下「ＳＳＳ」という）４６との直列
回路からなる内部始動器が前記発光管４３と並列に接続
されている。又、ＳＳＳと並列に位相制御用抵抗体４７
が接続されている。このような放電灯４１はチョーク型
安定器４８を介して交流電源４９に接続されている。こ
のように少なくともＦＥＣ４５からなる始動器を用いれ
ば、完全に制御されたパルスを発生させることができ、
パルス電圧は１８００Ｖ以上で、パルス半値幅も数十μ
ｓと広く、パルスのエネルギーも比較的大きい上、ラン
プに印加される電圧が高いので、ランプ始動時に一旦絶
縁破壊が生じると電源周波数の半サイクルから１サイク
ルで安定したアーク放電に移行させやすいという利点を
有する。

【０００５】上記のような放電灯において、一般にＦＥ
Ｃ４５の厚みは約０．７ｍｍで抗電圧は約４０Ｖ、ＳＳ
Ｓのブレークオーバー電圧は約２００Ｖ、熱応動スイッ
チ４４の開放時間は（スイッチの開閉接点が通常の閉止
の状態から開放の状態に移行するまでの時間）約３０秒
未満に設定されている。なお、スイッチとして例えばバ
イメタルスイッチを用いた場合は、発熱源（発光管また
は加熱抵抗体等）から受ける熱量に応じて、開閉接点の
接触圧力を適宜調整することにより開放時間を任意の値
に設定できる。そして、この放電灯では始動時に生じる
パルスのピーク値は１５００〜２０００Ｖ、パルス半値
幅は４５μｓと広く、放電灯は確実に始動し安定なアー
ク放電へと移行する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、定格１００〜
１３０Ｖの交流電源電圧で例えば１００Ｗ以下の低ワッ
トの高圧金属蒸気放電灯を始動点灯する場合にも、図５
のような構成および仕様を採用することが考えられる。
しかしながら、定格１００〜１３０Ｖの電源電圧で１０
０Ｗ以下の放電灯を点灯する場合、２００〜２３０Ｖ電
源電圧で使用する図５のような構成をそのまま使用して
も、ＦＥＣの厚みが０．７ｍｍ（抗電圧約４０Ｖ）、Ｓ
ＳＳのブレークオーバー電圧が約２００Ｖではパルス発
生電圧は約１７０Ｖｒｍｓ（実効値）であり、定格電圧
１００〜１３０Ｖではパルス電圧は発生しない。

【０００７】次に、ＳＳＳのブレークオーバー電圧を１
００Ｖとして実験したところ、発光管の絶縁破壊は生じ
るものの安定なアーク放電を持続し得ないことが判明し
た。ＦＥＣの厚みを約０．７ｍｍで抗電圧を約４０Ｖ、
ＳＳＳのブレークオーバー電圧を約１００Ｖ、熱応動ス
イッチの開放時間を２０秒に設定した場合、パルスのピ
ーク値は約１０００Ｖとなり、発光管の両電極間は直ち
に絶縁破壊し一旦アーク放電に移りかけたが、熱応動ス
イッチが開放した後、立消えてしまう。これは、２００
〜２３０Ｖ電源で点灯する場合に比べて、ランプに印加
される電圧が低く、前記のような絶縁破壊だけでは電極
の温度が十分に上がらず、安定した放電に至らないため
である。特に、電源電圧変動によりランプに印加される
電圧が低下した場合あるいは低温雰囲気で点灯した場
合、さらにその傾向が大きくなる。

【０００８】又、高圧金属蒸気放電灯としての高圧ナト
リウムランプやメタルハライドランプの発光管の両端に
封着される主電極として、コイル型電極あるいは焼結型
電極が用いられる。コイル型電極は、タングステン製電
極心棒の先端部にタングステン線を巻回し、該コイルの
間隙に電子放射性物質を塗布して、作成される。又、焼
結型電極は、タングステン等の高融点金属粉末と電子放
射性物質の粉末に適当なバインダーを加えて混合し、該
粉末をタングステン心棒の先端部にプレス加工して固着
し、該プレス体を真空中で加熱して作成される。

【０００９】本発明は前記に鑑みなされたものであり、
外球内に発光管と並列に少なくとも非線形コンデンサよ
り内部始動器を配置した定格１００〜１３０Ｖの交流電
源で点灯される低ワットの高圧金属蒸気放電灯であっ
て、放電灯始動の際、常に安定したアーク放電に移行さ
せることのできる等の始動特性が良好で、発光管の寿命
特性も優れた高圧金属蒸気放電灯を提供すること目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、外球と、両端に電極を封着し内部に発光
物質を封入してなる発光管と、少なくとも非線形コンデ
ンサと双方向性の半導体スイッチと熱応動スイッチとの
直列回路からなる内部始動器を前記発光管に電気的に並
列に接続して、前記外球内に保持してなり、定格１００
〜１３０Ｖの交流電源電圧にて点灯するように構成し、
前記発光管の電極は電極心棒と電極部とよりなり、前記
電極心棒の心棒径を０．５〜０．７ｍｍとし、かつ電極
部の外径を１．６〜２．３ｍｍと規定する共に前記非線
形コンデンサの厚みを０．４５〜０．８０ｍｍとして該
コンデンサの抗電圧を２５〜４５Ｖに選定し、又、前記
半導体スイッチのブレークオーバー電圧を６０〜１００
Ｖに選定することを特徴とする。

【００１１】前記のように定格１００〜１３０Ｖの交流
電源電圧で低ワット、特に１００Ｗ以下の高圧金属蒸気
放電灯を点灯する場合、定格２００〜２３０Ｖの交流電
源で使用する図５のような構成及び仕様をそのまま採用
しようする場合に特に目立つのはＳＳＳのブレークオー
バー電圧がかなり高い（約２００Ｖ）という点である。
通常の設計思想からすれば電源電圧が１００〜１３０Ｖ
の場合には、前記に比べて電源電圧が約半分になったの
で、ＳＳＳのブレークオーバー電圧も半分あるいはそれ
以下にすることが考えられる。

【００１２】ところが、図５で説明した構成のＦＥＣの
厚みは０．７ｍｍであり、ＦＥＣの抗電圧は約４０Ｖで
あるから、ＳＳＳのブレークオーバー電圧を前記の半分
である約１００Ｖにすると、パルスが発生する電圧は約
１４０Ｖとなり、実効値では約１００Ｖとなる。一方、
電源電圧の定格値が１００Ｖの場合、定格値の許容範囲
である−１０％の９０Ｖでもランプが正常に動作するこ
とが要求されており、この場合、ＳＳＳのブレークオー
バー電圧は１００Ｖよりも低くする必要がある。しか
し、ＳＳＳのブレークオーバー電圧を約５０Ｖまで低く
すると、発生するパルス電圧は約６００Ｖとなり、発光
管は絶縁破壊も生じなくなってしまう。

【００１３】そこで、次の方法として考えられるのはＦ
ＥＣの厚みを薄くすることである。ＳＳＳのブレークオ
ーバー電圧を一定にした場合、ＦＥＣの厚みを薄くする
ほどパルスのピーク値は高くなる。前記のようにＳＳＳ
のブレークオーバー電圧を約５０Ｖに設定しても、ＦＥ
Ｃの厚みを０．３５〜０．４０ｍｍにすると、パルスの
ピーク値は約１２００Ｖとなり発光管は絶縁破壊する。
しかし、ＦＥＣを前記のように薄くすると、耐圧性が低
下するだけでなくランプ始動時の異常な機械的振動でＦ
ＥＣの基板が破損する恐れがある。

【００１４】本発明者等は、前記の課題を解決するため
に種々検討した結果、定格１００〜１３０Ｖの交流電源
電圧で点灯する図４のような低ワットの高圧金属蒸気放
電灯において、ＳＳＳのブレークオーバー電圧をかなり
高い値、例えば６０〜１００Ｖに設定した上、ＦＥＣの
厚みはこれまでよりも厚くする方向、例えば０．４５〜
０．８０ｍｍ（抗電圧は２５〜４５Ｖ）、好ましくは
０．６０ｍｍ程度（抗電圧は３４Ｖ程度）に選定し、
又、熱応動スイッチの開放時間を３０秒以上に設定する
ことにより、発光管を確実に絶縁破壊させられるだけで
なく、安定なアーク放電に移行させ得ることを見出し
た。但し、これには発光管の電極の大きさ、特に電極心
棒径と電子放射性物質を包含する部分、例えば前記電極
がコイル型電極の場合はコイル部分の大きさとしての電
極コイル部の外径、また、前記電極が焼結型電極の場合
は焼結部分の大きさとしての電極焼結部の外径が密接な
関係を有し、これらとの関係において、上記の条件を設
定する必要があることが判明した。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づき説明する。図１は本発明に係る高圧金属
蒸気放電灯の一実施例の側面図であり、図２は同じく発
光管の両端に封着した焼結型電極の斜視図である。この
実施例の放電灯は図４，５に示す始動器を内蔵した高圧
金属蒸気放電灯と同様な高圧ナトリウムランプであり、
外球１内に保持された発光管２は透光性アルミナ管より
なり、両端に封着されたエンドキャップの中央部にニオ
ビウムよりなる電極支持管が貫通固定されている。該支
持管の先端部にはタングステン等の高融点金属からなる
電極心棒１２の先端に高融点金属粉末と電子放射性物質
とを混合し加圧成形した焼結体１３からなる焼結型電極
１１が固定されている。

【００１６】又、発光管２と電気的に並列に内部始動器
が接続され、該始動器は非線形コンデンサ３と熱応動ス
イッチ４と双方向性の半導体スイッチ５とを直列に接続
して、構成している。ここで、非線形コンデンサ３はキ
ュリー温度が約９０℃のチタン酸バリウム系のセラミッ
クコンデンサで、直径１５．５ｍｍ、厚み０．６０ｍ
ｍ、メタライズ径が１４．５ｍｍであり、基板の表面に
オーバーコートを形成したものである。又、熱応動スイ
ッチ４は常温で閉止し、高温で開放する常閉形バイメタ
ルスイッチとして機能する。更に、半導体スイッチ５は
ブレークオーバー電圧が約８０Ｖである。

【００１７】更に、発光管２の外面には外部補助導体６
を配設し、ランプの始動電圧を下げ、低いパルス電圧で
もランプが始動するようにしている。そして、このラン
プは４０Ｗのチョーク型高圧ナトリウムランプ用安定器
を用い、ＡＣ１００Ｖの電源で動作させる。このランプ
に電源を投入すると、内部始動器である非線形コンデン
サからパルス電圧が発生し、発光管の両電極間に印加さ
れ絶縁破壊が生じ、電極間のアーク放電に移行して、ラ
ンプが安定に点灯する。その後、発光管の発する熱によ
って熱応動スイッチが開放し、内部始動器を電源から切
り離すこととなる。なお、ランプが充分に安定した点灯
状態となると、非線形コンデンサの温度も上昇しキュリ
ー温度を越えて非線形特性より線形特性となり、スイッ
チング特性は消失し、パルス電圧は停止する。

【００１８】以下、図面に基づき具体的な実施例を説明
する。図１及び図２に示すように、Ｔ形外球１内に発光
管２を電気的に並列に配設し、又、非線形コンデンサ３
と熱応動スイッチ４と半導体スイッチ５の直列回路より
なる内部始動器を発光管に電気的に並列に接続する。そ
して、一端に口金７を固定した外球１内の管軸に沿っ
て、発光管２の軸方向の延長線上の口金側に非線形コン
デンサ３と熱応動スイッチ４とを配置し、半導体スイッ
チ５は口金７の内部に収納する。なお、このランプはＴ
形バルブを用い、その寸法は全長（Ｌ）１３５ｍｍ、外
径（ｄ）４０ｍｍである。

【００１９】このように構成した高圧ナトリウムランプ
に安定器を介して交流電源を加えると、発光管内の非線
形コンデンサ３には安定器の二次開放電圧（チョークの
場合は電源電圧）が印加される。この印加電圧により並
列に接続された非線形コンデンサ３に充電電流が流れ、
その非線形特性によりその充電電流が停止する。そし
て、そのスイッチング作用により高圧パルスを発生さ
せ、発光管２が始動して点灯する。ここで、発光管２が
点灯すると、非線形コンデンサ３と熱応動スイッチ４は
発光管２に隣接しているため、その発光管からの熱で熱
応動スイッチ４が開状態となり、その後非線形コンデン
サ３の温度はキュリー温度の９０℃を越え、非線形特性
が消失し、スイッチング特性がなくなる。

【００２０】ここで、発光管は高圧ナトリウムランプ用
発光管４０Ｗを用い、安定器は高圧ナトリウムランプ４
０Ｗ用ＡＣ１００Ｖ／５０Ｈｚのチョーク型安定器を用
いて点灯している。半導体スイッチ５はブレークオーバ
ー電圧が８０Ｖの双方向性のＳＳＳ素子を用いている。
又、パルス位相安定化用抵抗体８は３０ｋΩ、１／４Ｐ
型カーボン抵抗を用い、焦電流バイパス用抵抗体９は３
０ｋΩ、１／８Ｐ型カーボン抵抗を用いている。

【００２１】一般に、始動器を動作させてパルスを発生
させる電圧すなわちパルス発生電源電圧は定格電圧の−
１０％以下であることが要求される。このパルス発生電
源電圧は、非線形コンデンサ（ＦＥＣ）の抗電圧Ｅｃと
半導体スイッチ（ＳＳＳ）のブレークオーバー電圧Ｖｂ
ｏを加算したものからなり、図３にはＦＥＣの厚み（ｍ
ｍ）とＦＥＣの抗電圧（Ｖ）との関係が示してある。

【００２２】又、表１はＦＥＣのメタライズ電極径１
４．５ｍｍを一定にしてＦＥＣの厚みをＳＳＳのブレー
クオーバー電圧Ｖｂｏとの関係において選択した場合の
パルスのピーク電圧とランプの始動性を示したものであ
る。

【００２３】

【表１】＊ ○：ランプが３０秒以内に持続したアークになった
もの △：３０秒を超えたものがあった ×：持続したア−ク放電にならなかった

【００２４】この表１から明らかなように、ＳＳＳのＶ
ｂｏが５０Ｖになると、ＦＥＣの０．４５ｍｍのものと
組み合わせてもパルス電圧のピーク値は約８５０Ｖと低
いため発光管のアーク放電が持続するまでは３０秒以上
かかることがある。ここで、ＦＥＣの厚みを０．３５〜
０．４０ｍｍにするとパルス電圧のピーク値は約１００
０Ｖとなり３０秒以内にアークが持続するようになる。
しかし、ＦＥＣを前記のように薄くすると、耐圧性が低
下するだけでなくランプ始動時の異常な機械的振動でＦ
ＥＣ基板が破損する恐れがある。

【００２５】そこで、本発明ではＳＳＳのブレークオー
バー電圧Ｖｂｏをかなり高い値、例えば６０〜１００Ｖ
に設定したうえ、ＦＥＣの厚みはこれまでの厚みを含め
てより厚くする方向、例えば０．４５〜０．８０ｍｍ程
度に選定する。この場合のＦＥＣの抗電圧Ｅｃは図３か
ら明らかなように２５〜４５Ｖである。なお、０．８０
ｍｍ厚のＦＥＣを用いてＳＳＳのＶｂｏを１００Ｖに選
定した場合には、常温では問題ないが−２０℃の低温雰
囲気では前記Ｖｂｏが約１２Ｖ程度高くなり、約１１４
Ｖｒｍｓ（実効値）になる。そして、ランプは定格値の
−１０％においても点灯できることが必要であるから、
１２０Ｖ電源の場合は１０８Ｖで点灯できなければなら
ない。しかし、前記のように−２０℃の低温雰囲気下で
はＳＳＳのＶｂｏが１１４ＶとなるのでＳＳＳをブレー
クオーバーさせることはできない。このような場合はＳ
ＳＳのＶｂｏを約８０Ｖ程度に設定すればよい。

【００２６】このようにして本発明では、ＦＥＣの厚み
を０．４５〜０．８０ｍｍに、ＳＳＳのブレークオーバ
ー電圧を６０〜１００Ｖに選定するものであるが、これ
のみではまだ発光管を安定なアーク放電に移行させるこ
とはできない。発光管における絶縁破壊から完全に安定
したアーク放電になるまでの時間（放電開始時間）は、
安定器の構造、発光管電極の構造、発光管の寸法、発光
管キセノンガス封入圧等によって変化するが、とりわけ
電極の構造は大きく影響する。電極には前記したように
コイル型電極と焼結型電極が存在するが、何れの電極を
使用するにしても電極の大きさ、特にコイル型電極の場
合は電極心棒径とコイル部の外径で求められる熱容量お
よび電子放射性物質の含有量とにより規定され、焼結型
電極の場合は電極心棒径と焼結体の外径で求められる熱
容量および電子放射性物質の含有量とにより規定され
る。

【００２７】従って、電極の形状および寸法が大きくな
ると、熱容量が増大すると共に電子放射性物質の量も増
える。これらは、いずれもランプ点灯中の電極の動作温
度を下げる効果がある。特に、電子放射性物質が増える
と、長時間にわたって電極を適正な動作温度に保つこと
ができ、長寿命化を図ることができる。しかし、電極が
大きくなりすぎると、ランプ点灯中の電極の動作温度が
低くなりすぎ、放電が不安定になってしまうことや、ラ
ンプ始動時に電極の温度が上がりにくく安定した放電に
移行することができなくなる。一方、電極の形状および
寸法が小さくなると、ランプ始動時の電極温度は早く上
がるため始動性は良好となるが、ランプ点灯中の電極温
度が高くなりすぎ、電子放射性物質の飛散や電極のタン
グステンが蒸発し、発光管が黒化しやすくなる。また、
電子放射性物質の量も少なくなり、短時間のうちに消失
しさらに電極温度が上がることとなる。

【００２８】このことにより、始動特性と寿命特性が良
好なランプを得るためには、電極の熱容量を一定の範
囲、すなわちコイル型電極の場合は電極心棒径を０．５
〜０．７ｍｍ及びコイル部の外径を１．６〜１．９ｍｍ
と規定する必要がある。また、焼結型電極の場合は電極
心棒径を０．５〜０．７ｍｍ及び焼結体の外径を１．９
〜２．３ｍｍと規定する必要がある。表２は電極の心棒
径及び電極部の外径と始動開始時間の関係を示してい
る。（以下、余白）

【００２９】

【表２】

【００３０】表２から明らかなように、発光管の形状、
寸法が大きくなり、電極が大型になるほど始動開始時間
が長くなる。特に、コイル型電極の場合は電極心棒径を
０．５〜０．７ｍｍ、コイル部の外径を１．６〜１．９
ｍｍに規定する必要があるが、心棒径が０．５ｍｍ及び
コイル部外径が１．６ｍｍ未満の場合、電極の温度が上
がりすぎ、タングステンの蒸発が増える。一方、心棒径
が０．７ｍｍ及びコイル部外径が１．９ｍｍを超える場
合、電極の温度が十分に上がらず、安定した放電が得ら
れない。

【００３１】また、焼結型電極の場合は、電極心棒径が
０．５ｍｍ及び焼結体の外径が１．９ｍｍ未満の場合、
電極の温度が上がりすぎ、タングステンの蒸発が増え
る。一方、心棒径が０．７ｍｍ及びコイル部外径が２．
３ｍｍを超える場合、電極の温度が十分に上がらず、安
定した放電が得られない。このようにして、ＦＥＣの厚
みおよび抗電圧とＳＳＳのブレークオーバー電圧とを、
電極の熱容量との関係において所定の範囲に設定するこ
とにより、１００〜１３０Ｖ電源で点灯する１００Ｗ以
下の高圧金属蒸気放電灯に適用することができるが、安
定なアーク放電を持続させるためには熱応動スイッチの
開放時間を適当な値に選定する必要がある。

【００３２】これは、上記のような電源電圧で点灯する
放電灯においては、一旦絶縁破壊を起こしても、ランプ
を通じて流れる電流量が少なく、かつランプに印加する
電圧も低いため、電源周波数の何サイクルにわたってパ
ルスを印加し続ける必要があること、更に、アーク放電
に移行しても安定する前に熱応動スイッチが開放してし
まうと立消えてしまう場合があるためである。

【００３３】前記実施例では、ＦＥＣの厚みを０．４
５〜０．８０ｍｍに、抗電圧を２５〜４５Ｖに、ＳＳＳ
のブレークオーバー電圧を６０〜１００Ｖに選定し、か
つ、発光管の電極がコイル型電極の場合は電極心棒径を
０．５〜０．７ｍｍ、コイル部外径を１．６〜１．９ｍ
ｍとし、焼結型電極の場合は電極心棒径を０．５〜０．
７ｍｍ、焼結体外径を１．９〜２．３ｍｍに選定してい
る。更に、熱応動スイッチの開放時間を３０秒以上に設
定することにより、放電灯を安定なアーク放電に移行さ
せることができた。

【００３４】以上の条件を満たす高圧ナトリウムランプ
を次の仕様で製作した。発光管：４０／ＬＶＸｅ封入圧２７００Ｐａ外部補
助電極付ＦＥＣ：外径１５．５ｍｍ、厚み０．６０ｍｍ（抗電圧
３４Ｖ）、メタライズ径１４．５ｍｍＳＳＳ：Ｖｂｏ８０Ｖ焼結型電極：電極心棒径０．６ｍｍ、焼結体外径２．０
ｍｍ各抵抗体：３０ｋΩ

【００３５】又、ＳＳＳは口金内に設置し、その他の部
品は外球内に設置して熱応動スイッチの開放時間は４０
秒とし、その接点圧は２０ｇとした。そして、１００Ｖ
−４０Ｗ／ＬＶ−５０Ｈｚのチョーク型安定器を使用し
て、交流の電源電圧９０Ｖで点灯したところ、２５〜３
０秒程度で安定したアーク放電となり、正常に点灯しそ
の後熱応動スイッチが開放した。

【００３６】前記実施例では、外球内に高圧ナトリウム
ランプ用発光管を収納配置した場合について説明した
が、石英製発光管の両端に主電極を封着し、内部に少な
くとも金属ハロゲン化物を封入したメタルハライドラン
プついても適用可能である。又、電極として、焼結型電
極について説明したが、コイル型電極についても前記規
定の範囲内に電極寸法を設計することにより、ほぼ同様
な効果が得られる。更に、高圧ナトリウムランプ用発光
管の電極としてコイル型電極を用いた場合、あるいはメ
タルハライドランプ用発光管の電極として焼結型電極を
用いた場合も前記と同様な効果が認められる。

【００３７】

【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、１００〜１３０Ｖ電源で低ワットの高圧
金属蒸気放電灯を点灯する場合、ＦＥＣの厚みを０．
４５〜０．８０mmでその抗電圧を２５〜４５Ｖに選定
し、かつＳＳＳのブレークオーバー電圧を６０〜１００
Ｖに選定し、さらに、コイル型電極の場合は電極心棒と
コイル部の外径を所定の範囲とし、また、焼結型電極の
場合は電極心棒と焼結体の外径を所定の範囲として、電
極部の熱容量を適正な範囲に規定することにより、放電
灯の始動特性を改善することができるばかりでなく、寿
命特性を改善することができる。更に、熱応動スイッチ
の開放時間を３０秒以上に設定することにより、安定し
たアーク放電を確実に行わせることができる等の利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高圧ナトリウムランプの一実施例
を示す側面図である。

【図２】同じく発光管の両端に封着した焼結型電極の一
実施例を示す斜視図である。

【図３】ＦＥＣの厚みと抗電圧との関係を示す特性図で
ある。

【図４】従来の始動器内蔵形高圧ナトリウムランプの回
路構成図である。

【図５】先に提案された始動器内蔵形高圧ナトリウムラ
ンプの回路構成図である。

【符号の説明】

１外球２発光管３非線形コンデンサ４熱応動スイッチ５半導体スイッチ６外部補助導体７外球口金８位相制御用抵抗体９焦電流バイパス用抵抗体１１焼結型電極１２電極心棒１３電極焼結体１４突出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外球と、両端に電極を封着し内部に発光物
質を封入してなる発光管と、少なくとも非線形コンデン
サと双方向性の半導体スイッチと熱応動スイッチとの直
列回路からなる内部始動器を前記発光管に電気的に並列
に接続して、前記外球内に保持してなり、定格１００〜
１３０Ｖの交流電源電圧にて点灯するように構成してな
る高圧金属蒸気放電灯において、前記発光管の電極は電
極心棒と電極部とよりなり、前記電極心棒の心棒径を
０．５〜０．７ｍｍとしかつ電極部の外径を１．６〜
２．３ｍｍと規定する共に、前記非線形コンデンサの厚
みを０．４５〜０．８０ｍｍとして該コンデンサの抗電
圧を２５〜４５Ｖに選定し、また、前記半導体スイッチ
のブレークオーバー電圧を６０〜１００Ｖに選定するこ
とを特徴とする高圧金属蒸気放電灯。
【請求項２】前記発光管は、透光性アルミナ管よりなり
その両端に電極支持管を介して電極を封着し、該電極は
タングステン製の電極心棒の先端部にタングステンを主
体とする電極部を一体的に焼結してなり、前記電極心棒
の心棒径を０．５〜０．７ｍｍ、電極部の外径を１．９
〜２．３ｍｍと規定してなる請求項１項記載の高圧金属
蒸気放電灯。
【請求項３】前記発光管は、石英ガラス管よりなりその
両端に電極を封着し、該電極はタングステン製の電極心
棒の先端部にタングステン製の電極コイル部を一体的に
巻回してなり、前記電極心棒の心棒径を０．５〜０．７
ｍｍ、電極コイル部の外径を１．６〜１．９ｍｍと規定
してなる請求項１又は２項記載の高圧金属蒸気放電灯。
【請求項４】前記内部始動器の熱応動スイッチの開閉動
作は、発光管が安定点灯してその後開放する開放時間を
３０秒以上に設定してなる請求項１乃至３項記載の高圧
金属蒸気放電灯。
【請求項５】前記放電灯は、定格ランプ電圧４０〜６０
Ｖ、ランプ電流２．５Ａ以下、ランプ電力１００Ｗ以下
で点灯して使用される請求項１乃至４項記載の高圧金属
蒸気放電灯。