JPS59196554A - 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】 〔発明の技術範囲］ 本発明は透光性セラミクスたとえば多結晶体のアルミナ
セラミクス又はサファイアのような金属酸化物単結晶体
などからなる発光管を有する金属蒸気放電灯に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

透光性セラミクス管よりなる発光管を有する金属蒸気放
電灯たとえば高圧ナトリウムランプは発光管内に始動用
希ガスとともに水銀およびナトリウムが封入される。始
動用希ガスとしてはキセノンＸｅが熱伝導損失が小さく
、シたがって発光効率を高めることができるため通常用
いられる。しかしながら、　ＸｅはアルゴンＡｒ等と相
違してペニング効果を生じないので発光管の始動電圧が
高くなり商用の電源電圧では始動させることができず、
高圧パルスを発生する高価な専用の始動装置付安定器を
必要とした。これに対しく熱応動スイッチとコイルフィ
ラメント）又は（熱応動スイッチ、発熱用コイルフィラ
メント及び限流抵抗）の直列回路からなる始動装置を発
光管と並列に高真空に保たれた外管内に収納し、さらに
始動電圧を引き下げるために発光管の外壁に近接して始
動補助導体（近接導体）を付設することにより、安価な
水銀灯用安定器で点灯させることを可能としたランプも
開発された。ところで、このようなランプは万一発光管
がリークした場合、（たとえば寿命末期などに発生する
ことがあるが）この時、高真空に保たれた外管内には発
光管内に封入したＸｅ　、水銀およびナトリウムが漏出
する。このような状態で外管内に漏出したＸｅのガス圧
が０．１ト一ル以上になっている時に電源スィッチを投
入すると前記始動装置が作虻してパルスを発生し１発光
管が点灯することがある。この場合２発光管内に封入し
た水銀も外管内へ多量に漏出しているためランプ電圧は
上昇せず、したがって安定器にはほぼ２次側を短絡した
のに近い電流が流れ、安定器の焼損を生じるおそれがあ
った。

このような欠点に対処して、だとえは特開昭５５−１２
２３５１号公報には前記発光管と並列に設けた始動装置
の抵抗（コイルフィラメント）の作動中の温度を１６０
０℃以上と高温に保ち、万一発光管がリークし外管内に
Ｘｅが０．２ト一ル以上漏出した際に、前記抵抗（コイ
ルフィラメント）から放出される熱電子によってＸｅを
電離し外管内放電を発生させ、抵抗（コイルフィラメン
ト）を溶断させる手段が示されているが７発光管から外
管内へ漏出したＸｅガス圧がたとえば０．１ト一ル程度
と低い場合にはコイルフィラメントが溶断せずに発光管
が点灯してしまい、安定器を焼損することがある。また
、特開昭５５−１２４９４１号公報には前記始動装置の
抵抗（コイルフィラメント）にＢａＯ。

ＺｎＯ、ＳｒＯ等の電子放射性物質を塗布し９発光管が
リークして外管内にＸｅが０．２ト一ル以上漏出した場
合に、１０００９Ｃ〜１４００°Ｃに設定された抵抗（
コイルフィラメント）から放出される熱電子によってＸ
ｅを電離し外管内放電を発生させ、抵抗（コイルフィラ
メント）を溶断させる手段も示されているが、この場合
には抵抗（コイルフィラメント）に塗布された電子放射
性物質がランプの始動毎に加熱飛散し、しかもこの現象
は点灯時間の経過と共に激しくなり、ランプの寿命末期
に生じやすい肝心の発光管リーク時にはその塗布量の殆
んど大部分は飛散し％へていて役に立たず、抵抗（コイ
ルフィラメント）の溶断をおこせなくなることがあった
。

さらに、前記両手段のいずれもフィラメントの溶断をお
こすときはアーク放電を伴なうが、この放電は一方の極
は加熱されたフィラメントで熱電子が放出されやすいの
に対し、他方の極は熱応動スイッチあるいはサポートワ
イヤ等の非加熱体であるため、アーク放電はコイル側の
みを電子放出源とする半波放電すなわち直流放電となっ
て安定器の限流作用が著るしく損なわれ過大な電流が流
れることになる。このため過電流遮断器が動作して同一
回路に接続されている他の正常なランプまでも同時に消
灯させてしまい、被照明域全体が暗黒となり極めて危険
な状態となったり、また過大電流のため安定器の絶縁を
損なうこともある。

〔発明の目的〕

本発明は前記従来の欠点に対処してなされたもので９発
光管内のガスがリークして外管内にＸｅが漏出した場合
に２発光管が点灯して安定器を焼損する事故を防止する
ことができる金属蒸気放電灯を提供することを目的とす
る。

〔発明の概要〕

本発明は発光管と並列に接続される熱応動スイッチとコ
イルフィラメントの直列回路からなる始動装置を外管内
に収納した金属蒸気放電灯において、前記外管内に発光
管内などのガスがリークした場合に始動装置の一部を短
絡するように作動する常開形熱応動スイッチを設けたこ
とを特徴とする０ 〔発明の実施例〕 以下９本発明の詳細を図示の実施例を参照して説明する
。第１図は本発明の一実施例である高圧ナトリウムラン
プの正面図、第２図はその要部拡大図、第３図は点灯回
路図をそれぞれ示す。図中（１）は内部を高真空に保ち
、一端に口金（２）を装着した外管、（３）は発光管で
透光性セラミックたとえば゛透光性アルミナセラミック
管（４）の両端部は金属管（５ａ）　、　（５ｂ）を介
して電極（６ａ）　、　（６ｂ）を支持する閉塞体（７
ａ）　、　（７ｂ）によりガラスンルダ等の接着剤を介
して気密に封止され、かつその内部には始動用希ガスの
キセノンＸｅと発光物質のナトリウムアマルガムとが封
入されている。（８）は発光管（３）と電気的に並列に
接続される始動装置で、始動パルス発牛用のバイメタル
（９ａ）および接点（９ｂ）　、　（９ｃ）からなる熱
応動スイッチ（９）ととれに直列接続されるコイルフィ
ラメント００）とからなり、磁製基板θυ上に取り付け
られている。要すれは限流抵抗（図示せず。）をさらに
始動装置（８）に付加することもある。

０２は近接導体で発光管（３）の外表面に近接して設け
ることで始動を一層容易にし、また０湯はゲッタで外管
（１）の内部を高真空度に保つために使用される。

さらに、外管（１）の一端に封着されたステム（１４１
には□内部導入線（国、　（＋６１が封止され、内部導
入線α句の一端は口金（２）のねじ部（２ａ）に、他端
は発光管（３）を支持する支持体０ηにそれぞれ接続し
、支持体０ηは発光管（３）の一方の電極（６ａ）に電
気を供給する給電体をも兼ねている。また、他方の内部
導入線（１６）の一端は口金（２）のトップ（２ｂ）に
、他端は電極（６ｂ）に接続している。０印は常開形バ
イメタルスイッチで。

バイメタル（１８ａ）と接点（ｔ８ｂ）とからなり、こ
のバイメタル（１８ａ）の一端は前記パルス発生用のバ
イメタル（９ａ）の保持体０！１の延長部（１９ａ）Ｋ
取着され、この延長部（１９ａ）は導電性固定部材−を
介して前記発光管の支持体０７）に接続される。一方、
接点（１８ｂ）側はパルス発生用熱応動スイッチ（９）
の接点（９Ｃ）の保持体０υの延長部（２１ａ）と離間
対向するように位置される。

このような構成のランプは第３図に示すように２００Ｖ
級交流電源用単チョーク形の水銀灯用安定器（曝を介し
て交流電源１２３）に接続されると、ランプ始動前は熱
応動スイッチ（９）が閉じているからコイルフィラメン
ト００は通電発熱し、この熱によって熱応動スイッチ（
９）が開放される。この開放時のキック電圧によって安
定器（２湯に高電圧パルスが発生し、この高電圧パルス
は発光管（３）の両電極（６ａ）　。

（６ｂ）に印加されランプが始動する。この際、近接導
体０２は発光管（３）の外表面に近接しているから、前
記高電圧パルスの印加により対向電位側の電極（６ｂ）
との間で急激な電位傾度を生じさせて発光管（３）内の
アーク放電の発生を促進させる。

一方９発光管（３）がリークして発光管内封入物である
Ｘｅ等が外管（１）内に漏出すると、離間対設している
常開形バイメタルスイッチａ樽の接点（１８ｂ）　ト前
記パルス発生用熱応動スイッチ（９）の接点（９ｃ）の
保持体延長部（２１Ｂ）との間にグロー放電を生じ。

この際発生する熱によって常開形バイメタルスイッチ０
梯のバイメタル（１８ａ）は湾曲変形してその接点（１
８ｂ）は前記保持体延長部（２］　ａ）に接触し９回路
的にはパルス発生用熱応動スイッチ（９）の接点（９ａ
）　、　（９ｂ）が閉じたと同じ状態となりパルスは発
生しない。したがってリークした発光ｇ（３）は点灯せ
ず、安定器（２２１の焼損は防止できる。

また、前記のように常開形バイメタルスイッチの接点（
１８ｂ）が保持体延長部（２１ａ）に接触したとき、安
定器（２２）を介して突入電流が流れて接触部は温度が
急上昇して溶着するが、との溶着を確実にしてコイルフ
ィラメントα０を負荷とさせ、最終的には断線させるた
めに前記接点（１８ｂ）に易溶着性金属を使用すること
が一層好ましい。

さらに、始動装置（８）の形状構造については、たとえ
ばコイルフィシメン）（ＩＩを絶縁体の枠や筒に巻回し
たもの、また限流機能とバイメタル加熱機能とをそれぞ
れ別体に形成する等種々の変形例がある。

なお、前記実施例の変形例としては常開形バイメタルス
イッチＯ１の取り付は位置を逆転して、バイメタル（１
８ａ）側を前記保持体（２１ａ）に取着し。

接点（１８ｃ）側を保持体（１９ａ）と離間対向するよ
うに設置してもよいし、さらに、前記実施例と変形例と
を併用して、取り付は位置の異なる２個の常開形バイメ
タルスイッチ０槌を設置してもよい。

第４図は他の実施例の要部を示し、前記実施例と同一部
材については同一符号を付与して説明を省略する。

本実施例は始動装置（８）の一部であるコイルフィラメ
ントα〔の一部を発光管（３）がリークした場合に常開
形バイメタルスイッチ（１秒により短絡して溶断するも
のである。図において（２荀はクランプであり。

コイルフィシメン）　ＧＯ）をその長さ方向でたとえば
８：１の分岐点（ホ）で支持し、その一端部（２４ａ）
は基板α′Ｄの下方まで延長するように形成される。ま
た、バイメタル（１８ａ）と接点（１８ｂ）とからなる
常開形バイメタルスイッチＱｌはバイメタル（１８ａ）
の一端を前記実施例と同じくパルス発生用熱応動スイッ
チ（９）のバイメタル（９ａ）の保持体延長部（１９ａ
）に取着し、かつ接点（１８ｂ）は前記クランプ（２）
の延長部（２４ａ）と離間対向するように設置される。

このようなランプにおいて５発光管がリークして封入物
であるＸｅ等が外管内に漏出すると、離間対膜している
常開形バイメタルスイッチ（１８ａ）の接点とクランプ
Ｑ４の延長部（２４ａ）との間にはグロー放電を生じ、
この際に発生する熱によって常開形バイメタルスイッチ
０８のバイメタル（１８ａ）は湾、白変形してその接点
（１８ｂ）はクランプの延長部（２４ａ）に接触する。

これによってコイルフイラメコイルフィラメントα〔の
温度は急激忙上昇して速かに断線する。したがって、リ
ークした発光管は点灯することがないから、安定器を焼
損するような事故は回避できる。

なお、この方式による電気回路の遮断はフィラメント自
体の過熱による断線であるから、断線は白熱電球と同じ
状況でなされ、前記アーク放電による断線方法における
ような不都合は生じない。

また２発光管リーク時に外管内にＸｅが低圧で存在する
ときに発生するグロー放電を利用するものであるから、
正常時には外管内が真空であるランプにおいて９本発明
はきわめて有効となるわけである。

なお、常開形バイメタルスイッチ（接の設置個所は、ラ
ンプの正常動作時にはコイルフィラメントａ０を短絡し
ないように発光管（３）やコイルフイラメン）　Ｑ（Ｉ
ｔからの熱を受けにくい位置、たとえば前記実施例のよ
うに始動装置取り付は基板Ｉの下方とか外管（１）のネ
ック部（１ａ）等にすることが好ましく。

また別の方法としては遮熱体で常開形バイメタルスイッ
チａ棒を保護してもよい。

本発明は前記各実施例に限られるものではなく。

たとえば始動用希ガスはＸｅ単独だけでな（、Ｘｅを主
体として約１０％以下のＮｅ、Ａｒ等の他の希ガスを混
合使用してもよく、マた発光物質もナトリウムに限らず
他の金属や金属ハロゲン化物等を使用してもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明は熱応動スイッチとコイル
フィラメントの直列回路からｔ「る始動装置を外管内に
収納した金属蒸気放電灯において。

発光管がリークした場合に生じるグロー放電によって作
動して前記始動装置の一部を短絡するように働く常開形
バイメタルスイッチを外管内に設置したので、従来のよ
うに外管内のアーク放電によってフィラメントを断線さ
せる方式にみられる不都合を生じることなく、確実に安
定器の焼損を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である高圧ナトリウムランプ
の正面図、第２図は同じくその要部拡大図、第３図は同
じく点灯回路図、第４図は他の実施例の要部拡大図、第
５図は同じく点灯回路図をそれぞれ示す。 （１）−・・外管、　（３）・・・発光管、　　（６ａ
）、（６ｂ）−・・電極。 （８）・・・始動袋ｆｔ、（９）・・・熱応動スイッチ
、　　（９ａ）・・・バイメタル、　　（９ｂ）、（９
ｃ）・・・接点、００）・・・コイルフィラメント、　
（Ｉｓ・・・常開形バイメタルスイッチ、　　（Ｈ（ａ
）・・・バイメタル、　　（ＩＲｃ）・・・接点、　（
１１・・・パルス発生用バイメタルの保持体、Ｑυ・・
・パルス発生用バイメタル接点の保持体、（財）・・・
クランプ。 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 （ほか１名） 第１図 第３図 ・共　１°　１ 〜．８１９　　°６ｂ　　、２１ １　”６Ｉ、 １゛８ 区 寸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 透光性セラミック管内釦キセノンガス、水銀および発光
   物質を封入してなる発光管と、この発光管と並列に接続
   される熱応動スイッチとコイルフィラメントの直列回路
   からなる始動装置とを外管内に収納した金属蒸気放電灯
   において、前記外管内に発光管内のガスがリークした場
   合に前記始動装置の一部を短絡するように作動する常開
   形熱応動スイッチを設置したことを特徴とする金属蒸気
   放電灯っ