JPS63269449A - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、２次無負荷電圧が３５０ｖ〜６００■程度
の水銀灯用安定器を用いた放電灯回路で使用する、高圧
ナトリウムランプやメタルハライドランプ等の始動器内
蔵形の金属蒸気放電灯に関する。

〔従来の技術〕

従来、安価な水銀灯用安定器で点灯できるように構成し
た高圧ナトリウムランプやメタルハライドランプが一般
によく使用されている。

これらのランプにはランプの始動を容易にするため、通
常パルスを発生する始動器が内蔵されている。かかるラ
ンプ内蔵の始動器としては、グロースイッチや、フィラ
メント等の熱によりバイメタルを開かせパルスを発生す
るようにした真空スイッチを用いたものが知られている
。

第４図は、従来の始動器内蔵形の金属蒸気放電灯の一構
成例を示す回路構成図である０図において、１１は高圧
ナトリウムランプ等の発光管、１２はグロースイッチＧ
、限流抵抗Ｒ，バイメタルスイッチＢ、の直列回路から
なる始動器で、前記発光管１１に並列接続されている。

なおＴは発光管１１の一端に電気的に接続し、且つ発光
管１１に近接して配置された始動補助用の導体である。

　１３は発光管１１と始動器１２を外球内に配置してな
る高圧ナトリウムランプ等の金属蒸気放電灯で、１４は
水銀灯用安定器である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで上記のようにランプに内蔵されている始動器１
２は、通常安定器１４の２次無負荷電圧が２００−　Ｖ
〜３００　Ｖ程度（以下Ａ電源という）の回路に適合す
るように構成されている。

このようなＡ電源に適合する始動器１２のうち、グロー
スイッチＧについて、安定器の２次無負荷電圧が３５０
Ｖ〜６００■程度（以下Ｂ電源という）の回路にそのま
ま使用した場合には、次のような問題点が発生する。

すなわちＢ電源の場合、それに適用されるランプの定格
ランプ電圧の設定値は、Ａ電源に適用されるランプの通
常のランプ電圧値の２倍程度になっている６例えばＡＮ
Ｓ　Ｉ規格などにおいては、水銀ランプの場合、Ａ電源
用の安定器に対しては１３０ｖ程度のランプ電圧を定格
値と設定しているが、Ｂ電源用の安定器では２６０ｖ程
度のランプ電圧を定格値とするのが一般的である。

そして水銀灯用安定器で点灯できるように構成した高圧
ナトリウムランプ等の金属蒸気放電灯を水銀灯用安定器
で始動させた場合、始動直後からランプ電圧は上昇して
４〜５分後には定格ランプ電圧の９０％程度の値には達
するので、Ｂ電源用のランプを始動させると、ランプ電
圧は２３０ｖ前後に達する。なお、水銀灯用安定器で点
灯できるように構成された高圧ナトリウムランプ等の金
属蒸気放電灯は、そのランプ電圧は通常水銀灯と同程度
になるように設定されている。

ところで内蔵させた入電源用のグロースイッチは、グロ
ー放電開始電圧は１１０ｖ〜１２０■前後であり、その
不動作電圧は１１５〜１６５Ｖで、その使用動作電圧は
約１８０ｖ以上とされている。したがってＡ電源用グロ
ースイッチを内蔵させたＢ電源用のランプを始動させた
場合、ランプ電圧が上昇していく途中でグロースイッチ
が再び動作を始めてしまう。なお、上記不動作電圧とは
、グロースイッチに電圧が印加された場合、印加後１分
以内にグロースイッチのバイメタルが動作しない電圧の
上限値をいう。

Ｂ電源用の９４０Ｗの高圧ナトリウムランプを２次無負
荷電圧が４００ｖの水銀灯用安定器を用いて点灯した実
験によると、ランプの発光管が点灯した後、１５秒はど
でグロースイッチがグロー放電を再開し始め、５０秒か
ら１分はどでスイッチングを開始し、そのためランプの
チラッキ現象が発生した。

このようにグロースイッチがランプ点灯後に動作を再開
すると、グロースイッチの寿命が短くなってしまう。そ
こでグロースイッチが動作を再開し始める前の、始動後
３０秒から４０秒という早期に確実にグロースイッチを
点灯回路から切り離すことが必要となる。

従来この切り離し手段としては、第４図に示すように発
光管１１からの熱を受けて開成するバイメタルスイッチ
Ｂ、を用い、８亥バイメタルスイッチＢ、の開成により
グロースイッチＧを点灯回路から切り離すように構成さ
れているが、このバイメタルスイッチの開成による切り
離し手段においては、前記Ｂ電源を用いるランプにおい
て必要とする、早期に確実にバイメタルを加熱し開成さ
せることは非常に困難であった。なおこの際、バイメタ
ル開成温度を低く設定すると早期に開くようにすること
が可能となるが、再始動させる必要がある場合、再始動
するまでの時間が極端に長くなってしまうという問題点
が発生する。

したがってＢ電源用のランプには、不動作電圧が２３０
ｖ以上であるＢ電源専用のグロースイッチを用いること
が必須であった。

一方、フィラメントとバイメタルの直列回路からなる真
空スイッチを用いた始動器の場合においても、Ａ電源用
のものをそのままＢ電源用として使用するとフィラメン
ト断線等を起こし破損する欠点があった。

本発明は、従来のＢ電源用ランプの始動器における上記
問題点を解決するためになされたもので、新たな日電源
用の始動器を設計開発することなく、Ａ電源用として使
用している始動器を用い、特に厳しい精度や製作過程を
経ることなく、日電源用の始動器として使えるようにし
た始動器内蔵形の金属蒸気放電灯を提供することを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕上記問題点を
解決するため、本発明は、２次無負荷電圧が３５０■乃
至６００　Ｖの水銀灯用安定器で点灯する金属蒸気放電
灯において、不動作電圧が１１５Ｖ乃至１６５Ｖの２個
のグロースイッチと、該グロースイッチの短絡時に流れ
る電流を限流する限流抵抗と、常温で閉成しランプ点灯
中開成するバイメタルスイッチとを直列接続してなる始
動回路を、発光管と並列に接続して始動器内蔵形の金属
蒸気放電灯を構成するものである。

このように構成することにより、従来の入電源用のグロ
ースイッチを用いてその動作の再開を阻止しながら、安
全確実にＢ電源用のランプを点灯させることができ、し
たがって厳しい精度の製作技術が要求されるＢ電源用の
グロースイッチを含む始動器の開発を必要とせず、経費
の削減等を計ることが可能となる。

〔実施例〕

以下実施例について説明する。第１図は、本発明に係る
始動器内蔵形の金属蒸気放電灯の第１実施例の回路構成
を示す図で、この実施例は本発明を高圧ナトリウムラン
プに適用したものである。

図においてＧ、Ｇ’はＡ電源用として従来使用されてい
るものと同一仕様のグロースイッチで、直列に接続され
ている。Ｒは前記グロースイッチＧ。

Ｇ′へ流れる電流を例えば２Ａ以下に制限するための限
流抵抗である。１は発光管で、Ｔは該発光管１の外壁に
付設しである始動補助用の導体であり、該導体はランプ
点灯中、図示しないバイメタルスイッチ等により電気的
に切り離され、更には発光管１の外壁より離間されるよ
うに構成されている。Ｂ、は前記限流抵抗Ｒからの熱や
発光管１からの熱で開くように構成されているバイメタ
ルスイッチである。すなわちこのバイメタルスイッチＢ
、は、グロースイッチＧ、Ｇ’の動作で発生するパルス
により発光管１が点灯した場合、該発光管１からの熱を
受は始動後３分程度（９０秒〜３６０秒）で開くように
なっており、これによりグロースイッチＧ、Ｇ′廊に長
期間不要な電圧が印加されるのを阻止するようにしてい
る。もしこのバイメタルスイッチＢ、を設けなかったり
、あるいは動作不良で閉成されたままであったりすると
、グロースイッチＧ、Ｇ’にグロー電流が流れ続け、グ
ロースイッチが動作してランプは立ち消えしてしまうこ
とがある。

また、もし発光管ｌが点灯しなかった時はグロースイッ
チＧ、Ｇ’が動作を継続し、限流抵抗Ｒに電流が流れて
加熱され、その発熱によりバイメタルスイッチＢ、が開
き、これによりグロースイッチＧ、Ｇ’に流れる電流が
阻止されるためパルスが発生しなくなり、ランプ点灯回
路全体をパルスから保護するように構成されている。

またこのバイメタルスイッチＢ、は、再始動時などにお
いて、発光管１が点灯しやすくなるような状態（外部補
助導体Ｔが発光管管壁に戻った状Ｂ）になるまで、グロ
ースイッチＧ、Ｇ’の動作を待機させる機能ももつもの
である。

そして以上述べた２つのグロースイッチＧ、Ｇ’と限流
抵抗ＲとバイメタルスイッチＢ、の直列回路で始動器２
を構成し、この始動器２を発光管ｌに並列接続して外球
内に納め、Ｂ電源用の始動器内蔵形の高圧ナトリウムラ
ンプ３を構成している。

・なお４はＢ電源用の水銀灯用安定器である。

次にこのように構成した始動器内蔵形の金属蒸気放電灯
の動作について説明する。まず電源を投入すると安定器
４を介してランプ３に電圧が印加されるが、最初は発光
管１においてはまだ絶縁破壊が行われていない状態にな
っている。また電源投入により限流抵抗Ｒを介して始動
器２を構成している直列接続の２個のグロースイッチＧ
、Ｇ’に電圧がかかる。すなわち安定器４の出力側の３
５間にはＢ電源の電圧が印加されるが、２つのグロース
イッチＧ、Ｇ’は同一仕様のもので構成されているため
、各グロースイッチＧ、Ｇ’の両端にはＢ電源の電圧を
ほぼ２等分した電圧、つまりほぼＡ電源相当の電圧が印
加される。

ところでグロースイッチＧ、Ｇ’はＡ電源用の仕様のグ
ロースイッチであるため、上記のように各グロースイッ
チＧ、Ｇ’にＢ電源の１／２の電圧が印加されると、通
常Ａ電源で使用している場合と同じようにグロー電流が
流れてグロー放電を開始し、このグロー放電の熱により
グロースイッチＧ、Ｇ’内のバイメタルが閉じるように
なる。実際にはグロースイッチＧ、Ｇ’には多少の特性
上のバラツキがあるため、どららかのグロースイッチの
バイメタルが先に閉じる０例えばグロースイッチＧのバ
イメタルが先に閉じたとすると、その瞬間に他方のグロ
ースイッチＧ′にはＢ電源の電圧が印加され、該グロー
スイッチＧ′にはいずれのグロースイッチも閉成してい
ないときの約２倍の電圧がかかるためグロー放電が強化
され、直ちにそのバイメタルが閉じ両方のグロースイッ
チＧ。

Ｇ′のバイメタルが閉じた状態になる。

次に一方のグロースイッチＧの方が先にバイメタルを閉
じてグロー放電を中止しているので、他方のグロースイ
ッチＧ′より先に冷えてバイメタルが開（、このバイメ
タルの開成動作時にパルスが発生して発光管ｌに印加さ
れ、それにより発光管ｌが絶縁破壊を起こし点灯する０
発光管１の点灯後は、ａｂ間にはランプ電圧がかかり、
従来例のようにＡ電源用の１個のグロースイッチを用い
た場合は、ランプ電圧の上昇により早期に再び動作を開
始するが、本発明においては２個のグロースイッチＧ、
Ｇ’を直列接続しているため、各グロースイッチＧ、Ｇ
’にはランプ電圧の１７２程度の電圧がかかるだけで、
その電圧はグロースイッチの使用動作電圧以下なので、
グロースイッチＧ。

Ｇ′はいずれも即時に動作を開始しない、そして点灯後
３分程度経過すると、発光管ｌの熱を受けて直列に接続
されているバイメタルスイッチＢｓが開くため、グロー
スイッチＧ、Ｇ’の直列回路は点灯回路から切り離され
た状態になり、グロー電流さえも流れなくなる。

またもし、発光管１が１回目のパルス発生により点灯し
なかった場合は、グロースイッチＧ、Ｇ’のバイメタル
が交互に開閉を繰り返しパルスを発生し続けるが、バイ
メタルスイッチＢ、は限流抵抗Ｒの発熱を受けて２０〜
３０秒で開くため、グロースイッチＧ、Ｇ’の直列回路
は同様に点灯回路から切り離され、パルスの発生も停止
する。

第２図は、本発明の第２実施例の回路構成を示す図であ
る。この実施例はＡ電源で用いている始動器を２個直列
に接続してＢ電源用の始動器５を構成し、高圧ナトリウ
ムランプの発光管ｌに並列接続したものであり、そして
一方のグロースイッチＧ、側はバイメタルスイッチの代
わりにリード線を直接接続し、他方のグロースイッチＧ
、側のみのバイメタルスイッチＢ。を利用するようにし
たものである。Ｂ電源はＡ電源のほぼ２倍の電圧である
ため、限流抵抗の値も２倍にする必要があるが、この実
施例のようにＡ電源用の始動器を２つ直列接続してＢ＠
電源用始動器を構成している場合は、２つの限流抵抗Ｒ
＋、Ｒｚにより限流抵抗値は２倍となるので、そのまま
使える。また限流抵抗に流れる電流は、Ａ電源に１個の
始動器を単体で用いた場合とほぼ同等になるため、一方
のバイメタルスイッチＢＳｔのみを用いた場合でもバイ
メタルスイッチＢ、□の接点圧などの値はＡ電源に用い
る場合と同じでよく、そのまま利用することができる。

次に上記第１実施例の具体的な構成例について説明する
。直列接続される２個のグロースイッチとしては、Ａ電
源用のものでその不動作電圧は１３０Ｖであり、１４０
ｖで１分以内にスイッチング動作を始め、２００ｖにお
けるグロー特開（電圧が印加されてからスイッチングを
始めるまでの時間）は１〜６秒のものを用いた。限流抵
抗としては、常温における抵抗値が３３０Ωのセラミッ
クヒータ、　　・あるいは１６５Ω±１０％程度のセラ
ミックヒータを２個直列接続したもの、あるいはまた４
００Ω前後のカーボン抵抗を用いた。この限流抵抗によ
り、グロースイッチに流れる電流を２Ａ以下に抑え、過
大電流によるグロースイッチの早期損傷を防止するよう
にしている。

なおグロースイッチに流れる電流の下限値は、発生する
パルスの高さに影響するため、発光管仕様などにより適
宜定められる。パルスの高さはＬ（ｄｉ／ｄｔ）で定ま
り、ここでＬは安定器及び回路のインダクタンス、ｌは
グロースイッチに流れる電流、ｔはバイメタルのスイッ
チングする速さにより決まる時間である。

そして上記構成の始動器を、９４０Ｗの高圧ナトリウム
ランプの発光管に並列接続し、安定器としてｌｋＷのＢ
電源の水銀灯用のものを用いて点灯させたところ、グロ
ースイッチの最初の動作後、直ちに１０灯全数点灯した
。その後バイメタルスイッチが３〜５分で開成したが、
それまでの間にグロースイッチがグロー放電を再開する
状態は発生しなかった。

第３図は、本発明の第３実施例の回路構成を示す図であ
る。この実施例は本発明をメタルハライドランプに適用
したものである０図においてＲｓは始動抵抗で、メタル
ハライドランプ６の発光管７の補極に接続されており、
始動器８のその他の構成は、入電源用のグロースイッチ
を２個直列接続して構成した第１実施例の高圧ナトリウ
ムランプの始動器と同一である。

（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
、Ａ電源用の２個のグロースイッチを、限流抵抗及びバ
イメタルスイッチと共に直列接続してＢ電源用のランプ
の始動器を構成したので、従来のＡ電源用のグロースイ
ッチを用いてその動作の再開を阻止しながら、安全確実
にＢｉｔ源用のランプを点灯させることができる。した
がってＢ電源用の始動器を開発する必要もなく、また厳
しい精度が要求される製作技術を用いることもないため
、開発期間の短縮と経費の削減等が計れるという利点が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る金属蒸気放電灯の第１実施例の
回路構成図、第２図は、第２実施例の回路構成図、第３
図は、第３実施例の回路構成図、第４図は、従来の始動
器内蔵形の金属蒸気放電灯を示す回路構成図である。 図において、ｌは発光管、２は始動器、３は高圧ナトリ
ウムランプ、４は水銀灯用安定器、５は始動器、６はメ
タルハライドランプ、７は発光管、８は始動器、Ｇ、Ｇ
’、Ｇ、、Ｇ、はグロースイッチ、Ｒ，Ｒ，、Ｒ□は限
流抵抗、Ｂｓ、Ｂｓｘは始動回路切り離し用バイメタル
スイッチ、Ｔは始動用補助導体を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２次無負荷電圧が３５０Ｖ乃至６００Ｖの水銀灯用安定
   器で点灯する金属蒸気放電灯において、不動作電圧が１
   １５Ｖ乃至１６５Ｖの２個のグロースイッチと、該グロ
   ースイッチの短絡時に流れる電流を限流する限流抵抗と
   、常温で閉成しランプ点灯中開成するバイメタルスイッ
   チとを直列接続してなる始動回路を、発光管と並列に接
   続したことを特徴とする始動器内蔵形金属蒸気放電灯。