JPS59175550A - 高圧放電装置 - 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】 本発明は高圧放電灯、特に小形で再始動特性が改善さｎ
、白熱電球に代替できる高圧放電灯に関するものである
。

従来１０００１ｍから２０００１７ＦＬ程度の光束の屋
内用、特に店舗・家庭用の光源として、白熱電球と蛍光
ランプが主に用いらｎている。ところが、前者は効率が
低く寿命が短か（、後者は形状が大きくコンパクト化が
むずかしいという欠点をもっていた。このため、コンパ
クトでかつ高効率の高圧放電灯を上記の用途に用いるこ
とが考えらする。

この高圧放電灯について、高圧水銀ランプを例に説明す
る。

第１図は従来の高圧水銀ランプの構造を示している。

＋１）は石英ガラス製の発光管で１対の主電極（２ａ）
（２ｂ）と主電極（２ａ）の近傍にある補助電極（３）
とを備え１発光金属として水銀、始動用希ガスとしてア
ルゴンをそれぞれ適量封入しである。

主電極（２ａ）は、モリブデン箔（４ａ）−リード（５
ａ）−ステム（６）に固定されたステムリード（７ａ）
　’４通って１口金（８）の一方の端子と１統さｎ、主
電極（２ｂ）はモリブデン箔（４ｂ）−リード（５ｂ）
−支持ワク（９）−ステムリード（７ｂ）　７通って口
金（８）の他方の端子と接続さ几ており６ロ金（８）は
安定器を介して電源に接続さ几るので、結局両生′電極
（２ａ）（２ｂ）は安定器？介して電源に接続さｎる。

また補助電極（３）ハモリブデン箔Ｑｌ−１−ドαＤ−
抵抗体ａ’ａｙ（介して支持枠（９）に接続さｎており
、結局補助電極（３）は抵抗体ＵＺＶ介して、主電極（
２ｂ）と電気的に接続さ几ている。なおこの抵抗体αｌ
の抵抗値は０．Ｉ　ＫＱからｔｏｏ　ＫＱである。０は
外管であり１発光管（１）ケ囲み、ステム（６）と口金
（８）とに固定さｎており、その内表面には蛍光体面が
人さ几ている。

このランプは次のように動作する。安定器を介して電圧
が印加さルると、まず補助電極（３）と主電極（２ａ）
との間で補助放電が開始する。補助放電により多量の荷
電粒子が作られ、そｎによって主電極（２ａ）　（２ｂ
）間の放電開始電圧が低下し、印加電圧以下になって主
放電が開始するーこの主放電の熱によって発光管（１１
が加熱され、やがて発光管（１）内の水銀が全部蒸発す
る。この水銀か放電空間内で励起さｎ、可視光や紫外線
を放射し、紫外線は外管内表面の蛍光体を励起して可視
光を発生させ、結局、こ几らの可視光が照明に利用さｎ
る。

このような高圧水銀ランプを白熱電球の代わりに用いよ
うとすると０口金部分に安定器を内蔵させろ必要がある
。ところが、白熱電球の代わりに、高圧水銀ランプを使
おうとするときのひとつの問題点は高圧水銀ランプでは
点灯後。

一度消灯すると、すぐに電圧を印加しても放電開始せず
、再びランプが点灯するまでに時間がかかる点である。

ランプ消灯後の主電極（２２Ｘ２ｂ）間の放電開始電圧
の最大値は上記のラングの例では約４０００Ｖであり、
この例のように電源電圧である２００Ｖｌ、か印加しな
い場合、再び放電開始（再始動という）するまでに約４
分間を必要とし、この間はランプからの光が得らルず照
明ができないという欠点があった。また。

すぐに再始動させるために、４０００Ｖ以上の高電圧を
発生する回路を安定器に付加させる方法もあるが、高電
圧発生回路が高価であること。

安定器などがその高電圧のため絶縁破壊を起し使用不能
になるなどの欠点があった。

上記の欠点を改善するために、第２図に示す如く、少く
とも片方の主電極の近傍に、タングステンのフィラメン
トなどから成る加熱体？設け、この加熱体に直列にグロ
ースタータなどの始動用放電管を接続し、高圧水銀ラン
プの再始動に際して、上記始動用放電管の動作により。

上記フィラメントラミ流により加熱し、始動用放電管の
接点が開いた瞬間に、安定器に発生丁Φ高いサージ電圧
により、再始動を容易にする方法が提案されている。

しかし、上記白熱電球に代替する高圧水銀ランプの場合
のように、外管の口金側端部の封正に、複数のリードを
埋め込んだ硝子製リボンステムを用いると、該リボンス
テムの径が約１００閣程度の大きなものになるため、加
工が困難であり、クラックなどの問題が生じ１歩留りが
悪く、その結果、製造原価が高（なるといった欠点があ
った。

この発明を工、上述の欠点乞防止するために。

内部に少くとも水銀を封入し、端部に一対の主電極を備
えた発光管を収容した硝子製外管の口金側端部をセラミ
ック体により封止したことを特徴とするものであり、さ
らに内部に少くとも水銀を封入し、端部に一対の主電極
を備え、こｎらの電極の少くとも一方の電極の近傍に加
熱体を設け、再始動に際して、上記加熱体を電流により
加熱して再始動せしめる発光管を収容した硝子製外管の
口金側端部をセラミック体により封止したことを特徴と
するものである。

以下、この発明の詳細？、第２〜４図を用いて説明する
。

第２図は回路図、第３図は従来の白熱電球代替形の制圧
水銀ランプ、第４図はこの発明により、外管の口金側端
部を封止するシステムとしてセラミック体を用いた白熱
電球代替形の高圧水銀ランプ乞それぞｎ示す。

第２図において、電源電圧の一時的な低下などにより、
ランプが一旦消灯して、を源が復帰すると、一方に電極
（２ａ）に接続さルたフィラメントからなる加熱体０４
と直列に接続さ几た点灯用放電管Ｑ４の動作により、該
点灯管の接点が接触して、その時、電源（２８）から安
定器（至）を介して、加熱体ｕ４を始動用放電管シ４の
直列回路を電流が流ｎ、この電流により加熱体α勾が加
熱して赤熱する。一旦接触した該放電管ｔＸａの接点は
直ぐに離几、電流が遮断さ几る。この瞬間に安定器ｕｅ
に高圧電圧が発生し、この′電圧の効果と予め赤熱さ几
ていて電子放射が容易な状態にある加熱体の効果により
、主電極（２ａ）と（２ｂ）間の放電が、再始時の水銀
蒸気の高圧下においても容易に開始し、比較的低い電圧
で瞬時または短い時間内での再始動かり能になる。

第３図は従来の具体例である。

発光管（１）の両端には放電電極である主電極（２ａ）
（２ｂ）が設けられているが、主電極（２ａ）の近傍に
タングステン線よりなるフィラメント側が設げもｎ、そ
の一端は主電極（２りに接続さ几ているモリブデン箔（
４ａ）に接続さｎ、主電極（２ａ）と電気的に接続さｎ
ている。主電極（２ａ）はモリブデン箔（４ａ）−リー
ド（５リーステムリード（７ａ）−リード（１５ａ）−
チョークコイル形安定器［ＩＧ　−リードαηを経て口
金ＵＳの一方の端子に接続さ几ている。一方生電極（２
ｂ）はモリブデン箔（４ｂ）　−リード（５ｂ）−支持
枠（９）−ステムリード（７ｂ）−リード謁を経て２口
金（８）の他方の端子に接続さ几ている。また７　、ｆ
ラメントσ４はモリブデン箔（４ａ）ｇ介して生電極（
２ａ）と接続さｎるとともに他端はモリブデン箔ｕ９−
リード■−ステムリードＣ２υ−リード（１！５１を経
て、始動電圧発生手段である始動用放電管１．！３の一
方の端子に接続され、該放電管（社）の他方の端子は、
リードＧ！６１経てステムリード（７ｂ）に接続さ几て
おり、結局、主電極（２ｂ）に接続さ几ている。点灯用
放電管Ｃ！５工、常開形バイメタルスイッチをＪ量の希
ガスを封入したガラス管内に設置した常開形のバイメタ
ルスイッチでるり、バ會メタル間の放電の熱によってバ
イメタルスイッチの接点が閉じ、その後冷えて接点が開
（ときに電流をしゃ断して、誘導素子である安定器（１
ｂ）に高電圧を誘起する。

なお、硝子製ボタンステムで、ステムリード（７ａ）（
７ｂ）（２１）が３本封止してるり、このボタンステム
（６）は外管（１３１０口金側端部を封止していて、外
管の内部Ｙ！素、希ガスなどの不活性ガスふん囲気に保
っている。また、　ＣＩ！３１は安定器ケースで円筒状
の側面２持つ金属製で、一方の端面の内側に安定器σ６
１ｙ！ｌｌ−固定し、上記端面に外方に突出した口金（
８）ヲ固定しており、他方の開口面はステム關に一体に
接着さ几ている。また外管０の内面には蛍光体（２）が
塗布されている。（至）は外管内を排気し、窒素ガス封
入後封止した排気管である。

この高圧放電灯は次のように動作する。

（１）始　動二ロ金（８）に直接電源が接続さｎるとま
ず始動用放電管＠がグロー放電を開始し。

始動用放電管り、フィラメント（１４１，安定器ｔｔｅ
を通じて電流が流ｎる。該放電管ののバイメｐ　／Ｌ／
スイッチの接点が閉じてフィラメントα夷が加熱さｎた
後、バイメタルスイッチが開いて電流をしゃ断して、高
圧電圧が発生し１両主電極・（２ａ）　（２ｂ）間にこ
の電圧が印加さｎて放電が開始し、始動が完了する。

（２）点灯中：水銀はすべて蒸発し、安定状態で動作す
る。

（３）再始動：消灯直後、電源に接続さｎると。

始動時と同様に始動用放電管の、フィラメントＧ４１．
安定器σｓｙ通じて電流が流ｔでフィラメン）［１４＋
は電流により赤熱し、主電極間（２ａ）（２ｂ）間の放
電開始電圧を低下させるので、放電開始電圧は約２ｋＶ
以下まで低下する。その後、始動用放電管（２）が動作
し、２ｋＶ程度の高圧電圧が発生して両生電極（２ａ）
（２ｂ）間で放電が再び開始する。

第４図はこの発明の一実施例で、ステム部以外は、第３
図に示す従来の構成と基本的には同じである。第４図に
おいて、ステム（６）は円板状のセラミック体から成り
、硝子製外管ａ３１の口金側端部を封止している。上記
セラミ・ツク体（６）の片面には、外周に浴って外管α
３の端部を嵌入する溝が設けてあり、この溝に外管０の
端部を嵌入し、接着材により接着する。また、上記セラ
ミック体のはｇ中央部に設けらｒした小径の穴には、３
本のステムリードが、接着材により嵌着さｎている。さ
らに、該セラミック体の端部付近には、排気管−が接着
材を用いて嵌着さｎている。上記接着材による接着部分
はすべて真空気密が保た几ている。

この発明のセラミック体から成るステム（６）の製作に
当っては、先ず、セラミック体にステムリード及び排気
管を接着材により嵌着し９次に発光管などをマウントし
、さらに、外管のロ金側端部乞セラミック体に設げら几
た溝に嵌入し、接着材を用いて接着する。その後、排気
管（至）により、外管内部を排気し、必要に応じて、内
部に不活性ガスを封入して外管部分が完成する。あとは
、安定器、始動用放電管１口金などを取り付け９組合せ
てランプ全体が完成する。

本願においては、ステム部として使用する外管端部封止
用セラミック体の厚さは２〜８消にするのが望ましく、
２筋未満であると１強度及び気密性に問題が生じ８＋ｒ
ｒｒ＋＋Ｙ超えると重量及び作業性に問題が生じる。ま
た上記セラミック体に設ける外管端部への嵌合部の溝の
深さ＋！０．３圏以上が望ましく、Ｏｏ−３ｒｒｒ未満
であると、接着強度及び気密性に問題が生じる。

、上記実施例においては１発光管として高圧水銀ランプ
を用いたが、この発明に使用可能な発光管は、メタルハ
ライドランプ、高圧ナトリウムランプなど再始動に時間
がか瓦る高圧放電ランプである。

上記溝の構造はｂ形であったが、Ｕ形、−ロー形など任
意の形状のものでよい。

上記実施例においては、白熱電球に代替する加熱体を設
けた高圧水銀ランプについて述べたが、この発明を、加
熱体を備えて瞬時再始動可能な高圧放電装置ばかりでな
く、加熱体を備えない発光管２用いた高圧放電装置にお
いても同様な効果を奏する。

上述の如く、この発明においては、内部に少くとも水銀
乞封入し、端部に一対の主電極を備えた発光管を収容し
た硝子製外管の口金側端部をセラミック体により封止す
ることにより、さらに、内部に少（とも水銀を封入し、
端部に一対の主電極を備え、こ几らの電極の少くとも一
方の電極の近傍に加熱体を設げ、このランプの再始動に
際して、上記加熱体を電流により加熱して再始動せしめ
る発光管を収容した硝子製外管のロ金側端部ケセラミッ
ク体により封止することにより、従来のボタンステムを
用いる方法において生じた。加工性、クラック、歩留り
及び製造原画などの問題を大幅に改善することが可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の高圧放電灯の一例を示す断面図、第２図
は回路図、第３図は従来の白熱電球代替形の高圧水銀ラ
ンプ、第４図はこの発明の白熱蹴球代替形の高圧水銀ラ
ンプをそｎぞｔ示Ｏ 図中、（１）は日光管、　（２ａ）（２ｂ）は圧電極、
　　Ｑ４１は加熱体（フィラメン）　）　、　！１６１
は安定器、＠は始動用放電管、　＋６１＆Ｘステムであ
る。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　　葛　野　信　− 第　１　図 ！！ｇ２ｔ２１ 第３図 第　に１　ｒ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）内部に少くとも水銀を封入し、端部に一対の主電
   極を備えた発光管を収容した硝子製外管の口金側端部な
   セラミック体により封止したことを特徴とする高圧放電
   装置。 （２ン　　外管端部封止用セラミック体の厚さ乞２〜８
   　ｍｍ　、該セラミック体の外管端部への嵌合部の溝の
   深さＹｏ、３ｍｍ以上としたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の高圧放電装置。 （３）内部に少くとも水銀を封入し、端部に一対の主電
   極を備え、こルらの主電極の少くとも一方の電極の近傍
   に加熱体を設げ、再始動時に該加熱体を電流により加熱
   して再始動せしめる発光管乞収容した硝子製外管の口金
   側端部をセラミック体により封止したことを特徴とする
   高圧放電装置。 （４）外管端部封止用セラミンク体の厚さ′？：２〜８
   聴、該セラミ“ツク体の外管端部への嵌合部の溝の深さ
   を０．３間以上としたことを特徴とする特許請求の範囲
   第３項記載の高圧放電装置。