JPS61135038A - 直流点灯用高圧ナトリウムランプ - 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】 産業上の利用分野 本発明は直流点灯用高圧ナトリウムランプに関するもの
である。

従来の技術 本格的な省エネルギ一時代を迎えて低ワツトの白熱電球
に代わる小形の高輝度放電ランプの開発製品化が盛んに
進められている。とくに、高圧ナトリウムランプやメタ
ルハライドランプを屋内照明用の主力光源とするために
、ＳＯＷ〜１６０Ｗクラスの白熱電球の光束レベルに匹
敵する効率と高い演色性を備えた３０〜７０Ｗクラスの
小形の高圧ナトリウムラングやメタルハライドランプの
開発・製品化が盛んに試みられている。たとえば、出願
人は特開昭５７−９０４５号公報、特開昭５７−５０７
６３号公報等において新しい小形の高演色性高圧ナトリ
ウムラングを提案した。この提案に基づいて試作した高
演色性高圧ナトＩＪウムランプは電球に良く似た暖かみ
のある光色を呈し、しかもラング入力がＳＯＷと低ワツ
トながら電球の３倍に近い効率が得られるものである。

このランプの発光管は太さが６〜７頭と細く、かつ長さ
も６０鴎前後と非常に短いために、ハロゲンラングの発
光管に僚だ形状の比較的小形のガラスパルプでランプ外
管を形成し、小形の、しかも配光制卸の自由度が大きく
とれる反射器具なり、点灯器具に装着して使用されるな
らば、この発光管の特長が十二分に発揮されるはずであ
る。これと同時に、点灯器［（回路）の小形・軽量化、
さらには高効率化も望まれるところであって、従来の磁
気誘導方式の安定器に取って変る各種の電子回路式の安
定器が試みられてきた。なかでも、直流降圧チロ・ツバ
−回路方式の安定器は、直流点灯ではあっても回路効率
が島く、しかも比較的安価なものである。さらに、軽量
かつ、ランプ自体の大きざ程度にまで小形化が可能であ
る。したがって上記のような小形・低ワツトの高圧ナト
リウムラングの点灯装置として現在のところ最も適した
ものと考えられる。

発明者は、当初このような考えに基づき、上記のような
ラングと点灯回路を組み合わせた小形の高演色性高圧ナ
トＩＪウムランプ点灯装置を実用化しようと試みた。こ
の点灯装置におけるランプは、ランプ外管は外径が約１
５！１１の直管状の石英ガラスあるいは硬質ガラスで構
成され、内部には、外径が６〜’７ｍ、全長が約４０頭
の一体成形された多結晶のアルミナ管からなる発光管が
装着されている。アルミナ発光管の両端部内面には電極
がガラスセメントによって直接封着されている。電極部
、少なくとも陰極部は、バリウム（Ｂａ、）とカルツ・
クム（Ｃａ）を主成分とする電子放射性物質を内部に有
する。そして、上記発光管内には、始動補助気体として
、アルゴンガスを主成分とするネオン・アルゴン混合ガ
スが数十トール封入されている。

このような当初の試みては、ラング始動に２〜３　ＫＶ
の高電圧パルスが必要となる。このような高電圧パルス
を発生するスタータを上記直流降圧チョッパー回路部に
付加することによって、主回路部、とくにスイッチング
作用をするパワートランジスタが絶縁破壊するので、こ
のような組み合わせで実用に供することはむずかしい。

この回路方式を採用する限り、始動パルスの波高値は１
６００Ｖが上限となる。したがって、発明者は放電開始
電圧が低く、ランプ始動が容易となる希ガスを封入する
ことにした。すなわち、ペニング効果を発揮できるネオ
ン・アルゴン混合ガスであって、アルゴンガスの混合比
率が１０形前後、封入圧力も数十トールを越えない範囲
である。

発明が解決しようとする問題点 このような従来の構成では、ランプ始動時の電極物質、
とくに陰極の電子放射物質の飛散・蒸発が顕著であるの
で、点灯とともに発光管端部が黒化し、遂にはランプ点
灯装置の実用的な寿命を全うすることなく発光管が破損
し、不点になるという問題があった。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
ので、寿命中の発光管破損に依拠するラング不点を防止
することのできる直流点灯用高圧ナトリウムランプを提
供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 この問題点を解決するために本発明の直流点灯用高圧ナ
トリウムランプは、アルミナ発光管の端部に設けられた
陰極の宵する電子放射物質がカルシウムを含まず、Ｂａ
３ｙ、　Ｘｏ、　ｆｉる分子式で表わされる焼結体を主
成分とするものであって、この場合、Ｘはタングステン
およびモリブデンのうち少なくとも一種で構成されたも
のである。

作用 この構成により、直流点灯用高圧ナトリウムランプにお
いて、電子放射物質の飛散・蒸発によるアルミナ発光管
の脆化、それに依拠する発光管破損を防止することがで
きるものである。

実施例 以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

第１図は本発明の一実施例であるＳＯＷの直流点灯用高
圧ナトＩＪウムランブの構成を示すものである。同図に
おいて、１は中央部の内径、すなわち、最大内径が６鴎
のアルミナ発光管であって、両端部では径が絞られ、そ
の両端部内面にはガラスセメントによって外径が２ｍの
ニオブ管からなる電極導体２．３が封着されている。電
極導体２゜３の先端部には、それぞれ陽極４、陰極６が
保持されている。陽極４はトリウム・タングステン製の
陽極棒の周囲にタングステンコイルが巻回されたもので
ある。一方、陰極６はトリウム・タングステン製の陰極
棒の周囲に、その先端部を２〜３鵡突出させてタングス
テンコイルが巻回されている。

前記陰極棒とタングステンコイルが形成する空間には電
子放射物質としてＢａ３Ｙ２Ｎｏ、なる焼結体と少量の
タングステノ粉末が焼結・固持されたタングステンから
なる３重コイルが挿入され、かつ、その上には電子放射
物質を何ら含まないタングステン製３重コイルが装着さ
れている。発光管１の内部にはナトリウムアマルガム６
と始動補助用気体としてアルゴンガスの分圧比率が１０
パーセント前後のネオン・アルゴン混合ガスが５０　Ｔ
ｏｒｒ前後封入されている。発光管１は電極導体２．３
を介してそれぞれリード線７．８に接続、保持され、内
径１２．５ｍ、外径１６−の直管状のガラス製外管ｅ内
に装填されている。リード線７．８のもう一方の端部は
モリブデンからなる金属箔１０゜１１の端部に溶接・接
続され金属箔１０．１１は外管９の端部で気密に封止ら
れている。外管９には、あらかじめチップ管が溶接され
ていて、外管９の内部を真空排気後、封止切られてチッ
プ１２となる。発光管１の前記陽極４側の端部には、管
端部を囲焼する如くリング状のゲッタ保持材１３が設け
られ、このゲッタ保持材１３はゲッタサポート１４を介
してリード線７に保持されている。

ゲッタ保持材１３の内部にはあらかじめバリウムゲッタ
が充填されていて、外管９を真空排気してチップ１２が
形成された後、ゲッタ保持材１３を外部から、たとえば
高周波加熱装置によって加熱することによってフラッシ
ングされる。この結果、外管９のチップ１２寄り内面に
はバリウムからなるゲッタ被膜１６が形成される。

かかる構成の直流点灯用の高圧ナトＩＪウムランプ２１
を直流点灯用の電子回路式安定器のひとつである直流降
圧チョッパー回路（第２図）を用いて点灯試験を行なっ
た。２０１は５ｏＨｚの交流電源、２０２はブリッジ形
全波整流回路、２０３は平滑コンデンサである。平滑コ
ンデンサ２０３の両端部から平滑された直流電圧が同図
右側の直流降圧チョッパー回路部に供給される。高圧ナ
トＩＪウムランプ２１、チョークコイル２０４、／：ワ
ートランジスタ２０５が直列に接続され、高圧ナトリウ
ムランプ２１、チョークコイル２０４に並列にダイオー
ド２０６が接続されている。ノくワートランジスタ２０
６のベースおよびエミッタは制御回路２０７に接続され
ていて、制御回路２０７の作用ニよってパワートランジ
スタ２０６が高周波のスイッチング動作を繰り返し、高
圧ナトリウムランプ２１を動作させることになる。すな
わち、パワートランジスタ２０５がオンの時は高圧ナト
リウムランプ２１からチョークコイル２０４、パワート
ランジスタ２０５へと電流が流れ、一方、パワートラン
ジスタ２０５がオフの時はチョークコイル２０４、ダイ
オード２０６を経て高圧ナトリウムランプ２１に電流が
流れる。なお、図中２０８は始動回路であり、ランプ２
１の始動時に、波高値が１５００Ｖの高周波パルス電圧
を発生する。

かかる構成の直流降圧チョッパー回路を高圧ナトリウム
ランプ２１の安定器とし、５．５時間オン−ｏ、ｓ時間
オフの点滅サイクルで累積６０００時間の点灯試験を行
なった。その結果、この期間を通じてランプ始動が確実
に行なえたことはいうまでもなく、光束維持率は８ｏ優
を上回る良好な動程特性を示すことになった。また、発
光管が破損してランプ不点になるという事態も発生しな
かった。

一方、陰極５の電子放射物質として従来のようにカルシ
ウムを含む場合、たとえば、バリウム。

カルシウム、タングステンを主成分とする焼結体を使用
した場合、ランプ始動時の電極物質の飛散・蒸発が顕著
となって発光管黒化による光束の減退が大きくなる。そ
れと同時に、飛散する電子放射物質のなかで、カルシウ
ムが発光管アルミナの脆化を促進することになる。この
結果、累積点灯時間が約４０００時間で光束維持率が７
５形を下回り、６０００時間を過ぎたところでアルミナ
発光管１の陰掘６近傍にクラックが発生して不点となっ
た。このように、従来のようにカルシウムを含む電子放
射物質を使用した場合は、実用に供することのできる放
電ランプとしての寿命ら０００時間を全うすることがで
きないことがわかった。

なお、本実施例では陰極６の有する電子放射物質として
Ｂａ３Ｙ、　Ｎｏ、の例を示したが、Ｗ（タングステン
）のかわりにＭｏ（モリブデン）、またはこれらの混合
物で構成されたものであってもよい。

なお、さらに本実施例では第１図のように片口金の直管
状ランプの例を示したが、第３図のように両口金形直管
状の高圧ナトＩＪウムランプ２２の場合でも同様の効果
が得られることはいうまでもない。

発明の詳細 な説明したように、本発明の直流点灯用高圧ナトリウム
ランプはアルミナ発光管の端部に設けられた陰極の有す
る電子放射物質がカルシウム（Ｃａ　）を含まず、Ｂａ
３Ｙ、　Ｘｏ、なる分子式で表わされる焼結体を主成分
とするものであって、この場合、Ｘはタングステンおよ
びモリブデンのうち少なくとも一種からなるものであり
、したがって、電子放＠ 射物質の飛散・蒸発による発光管アルミナ黒化および脆
化が抑制され、寿命中の発光管破損による不点を回避で
きるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一冥施例である直流点灯用高圧ナトリ
ウムラングの一部切欠正面図、第２図は本発明の高圧ナ
トリウムランプの点灯実験回路の一例を示す図、第３図
は本発明の他の実施例の直流点灯用高圧ナトリウムラン
プの一部切欠正面図である。 １・・・・・・アルミナ発光管、２．３・・・・・・電
極導体、４・・・・・・陽極、６・・・・・・陰極、６
・・・・・・ナトリウムアマルガム、７．８・・・・・
・リード線、９・・・・・・外管、１０゜１１・・・・
・・金属箔、１２・・・・・・チップ、１３・・・・・
・ゲッタ保持材、１４・・・・・・ゲッタサポート、１
６・・・・・・ゲッタ被膜、１６．１７・・・・・・口
金、２１．２２・・・・・高圧ナトリウムランプ、２０
１・・・・・・交流電源、２０２・・・・・・全波整流
回路、２０３・・・・・・平滑コンデンサ、２０４・・
・・・・チョークコイル、２０５・＝−・ノくワートラ
ンジスタ、２ｏ６・・・・・ダイオード、２０７・・・
・・・制御回路、２０８・・・・・・始動回路。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名菓　
２１ 第　３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アルミナ発光管の端部に設けられた陰極の有する電子放
   射物質が、Ｂａ＿３Ｙ＿２Ｘｏ＿９なる分子式で表わさ
   れる焼結体を主成分とするものであって、この場合、Ｘ
   はタングステンおよびモリブデンのうち少なくとも一種
   からなることを特徴とする直流点灯用高圧ナトリウムラ
   ンプ。