JP3588940B2

JP3588940B2 - High pressure discharge lamp, high pressure discharge lamp device and lighting device

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Publication number: JP3588940B2
Application number: JP28863996A
Authority: JP
Inventors: 貴之青木; 和好岡村; 一生内田
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1996-10-30
Filing date: 1996-10-30
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2016-10-30
Also published as: JPH10134772A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、始動器を外管内に内蔵する高圧ナトリウムランプ等の高圧放電ランプ、高圧放電ランプ装置及び照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高圧ナトリウムランプ等の高圧放電ランプには、発光管を外管内に収納保持させて二重構造とし、外管内に発光管を始動させる始動器を内蔵するようにしたタイプのものがあり、例えば、特開平５−８９８４５号公報や特開平５−３３５０００号公報等に開示されている。図７は、このような始動器内蔵形高圧ナトリウムランプの回路構成の従来の一例を示す。
【０００３】
高圧ナトリウムランプ１０１は、内部が真空状態に維持された外観を図示しない外管１０２の内部に発光管１０３とその始動器１０４とを内蔵し、コイル構成の安定器１０５を介して交流電源１０６に接続されている。発光管１０３は、水銀及びナトリウムを含む金属封入物と始動ガスとして機能する不活性ガスとがその管内に封入されたものであり、その外周に沿って始動を補助する近接導体１０７を備える。始動器１０４は、互いに近接配置されたバイメタルスイッチ１０８とタングステンフィラメントからなるヒータ１０９とが直列接続された回路構成となっており、交流電源１０６に対して発光管１０３と並列に接続されている。バイメタルスイッチ１０８は、常温時にはその接点を閉じていて高圧ナトリウムランプ１０１の点灯回路を閉回路とし、ある温度以上に加熱されると接点を開く構造である。ヒータ１０９は、通電によって発熱する。
【０００４】
このような回路構造の高圧ナトリウムランプ１０１は、交流電源１０６より電力が供給されると、始動器１０４のヒータ１０９が発熱し、この発熱によってバイメタルスイッチ１０８の接点が開かれる。これにより、コイル構成の安定器１０５のインダクタンスによって瞬間的なキック電圧が発生し、これが始動パルスとして発光管１０３の電極１０３ａに印加される。すると、発光管１０３の内部に放電破壊が生じ、発光管１０３が発光する。この際、バイメタルスイッチ１０８の接点が開かれると、ヒータ１０９への通電が遮断されてヒータ１０９の温度が低下する。これにより、バイメタルスイッチ１０８の接点が再び閉じ、同様のことが繰り返される。つまり、始動パルスの発生が繰り返され、一度の始動パルスの印加によって発光管１０３が始動しない場合にも数回の始動パルスの印加によって発光管１０３が始動する。そして、発光管１０３が始動し点灯すると、その発熱によってバイメタルスイッチ１０８の接点が開くため、始動器１０４への給電が途絶え、始動パルスの発生が停止される。
【０００５】
ここで、高圧ナトリウムランプ１０１の発光管１０３は、セラミックスチューブに水銀及びナトリウムを含む金属封入物と不活性ガスとが封入され、セラミックスチューブの両端に電極１０３ａ付きの栓体がソルダーによって接着封止されて形成されている。発光管１０３の管体となるセラミックスチューブは、水銀及びナトリウムを含む不活性ガスを透過させない材料として用いられている。ところが、発光管１０３に封入された不活性ガスは、セラミックスチューブの両端を接着封止するソルダーを侵食して発光管１０３の外部に漏れ出すことがあり、この場合には始動パルスを与えても発光管１０３が点灯しなくなってしまう。このような場合、始動パルスが発生すると、発光管１０３から漏れ出した不活性ガスを媒介としてヒータ１０９であるタングステンフィラメントと他の部材とが短絡され、タングステンフィラメントであるヒータ１０９が断線する。したがって、不活性ガスのリークによって発光管１０３が点灯しなくなった場合、バイメタルスイッチ１０８が開閉を繰り返して始動パルスを永続的に発生させてしまうようなことが防止される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図７に例示するような高圧ナトリウムランプ１０１では、発光管１０３が不点灯の場合にヒータ１０９が断線する条件として、発光管１０３から不活性ガスがリークすることが必要である。これに対し、発光管１０３の不点灯は、不活性ガスがリークする場合のみならず、何らかの不具合が発光管１０３に生じて始動電圧が高くなるような場合にも発生する。例えば、水銀及びナトリウムが発光管１０３の栓体近傍に集中してしまったような場合、始動電圧が高くなって始動しにくくなる。このような現象は、経年変化によって現実に発生する。ところが、このような場合、発光管１０３から不活性ガスがリークしているわけではないので、ヒータ１０９が断線せず、したがって、始動パルスが永続的に発生し続けてしまうという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、発光管が点灯しない場合、その原因が発光管からの不活性ガスのリーク以外であったとしても、始動器１０４による始動パルスの発生を停止させることができる高圧放電ランプ、高圧放電ランプ装置及び照明装置を得ることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の高圧放電ランプは、内部が真空に維持された外管と；外管の内部に収納保持され、内部に金属封入物と不活性ガスとを封入し、外管の外部に導通する一対の電極を有する発光管と；外管の内部で発光管に並列に接続された直列接続のタングステンフィラメントと点灯管とにより形成され、前記タングステンフィラメントの線径は直径３０〜３００μｍであり、前記点灯管は一対の電極とこれらの電極間に発生する放電現象によって接点を閉じるバイメタルスイッチとを備える、始動器と；始動器に直列に接続され、発光する発光管の発熱によって開く熱応動スイッチと；を備え、前記発光管が始動しない場合、前記タングステンフィラメントの発熱量の増大に応じて前記点灯管内の前記バイメタルスイッチの接点が閉じた状態に維持されるようにした。
【０００９】
ここで、「外管」は、例えば硬質ガラスによって形成され、「発光管」は、例えば多結晶アルミナや単結晶アルミナ等のセラミックチューブに金属封入物と不活性ガスとが封入されて形成される。「金属封入物」としては、例えばナトリウム及び水銀が用いられ、「不活性ガス」としては、例えばキセノン（Ｘｅ）ガスが用いられる。「点灯管」は、いわゆるグローランプであり、したがって、一対の電極とこれらの電極間に発生する放電現象によって接点を閉じるバイメタルスイッチとを備える。「熱応動スイッチ」は、例えばバイメタルスイッチによって形成されている。
【００１０】
したがって、高圧放電ランプに給電すると、始動器内の点灯管が放電現象によって発光し、この時の発熱で点灯管が備えるバイメタルスイッチの接点が閉じ、これによって点灯管の放電が休止されて点灯管が冷え、バイメタルスイッチの接点が再び開く。この時、高圧放電ランプと電源との間に介在接続されるコイル構成の安定器のインダクタンスによって瞬間的なキック電圧が発生し、これが始動パルスとして発光管に印加され、発光管が始動する。一度の始動パルスの印加で発光管が発光しない場合には、点灯管内のバイメタルスイッチの接点の開閉が繰り返され、これによって発光管に複数回始動パルスが印加され、発光管の始動が促される。そして、発光管が始動し点灯すると、発光管の発熱によって熱応動スイッチが開かれ、始動器の回路が開かれる。これにより、点灯管内のバイメタルスイッチの接点が開閉動作をしなくなり、始動パルスの発生が停止される。一方、放電現象を生じている点灯管及び接点が閉じられたバイメタルスイッチによって、タングステンフィラメントには電流が流れ続け、タングステンフィラメントは発熱を維持する。このため、何らかの原因によって発光管が始動しない場合、時間の経過と共にタングステンフィラメントの発熱量が増大し、その熱によって点灯管が加熱されるため、所定時間経過後は点灯管内のバイメタルスイッチが接点を閉じた状態を維持する。これにより、点灯管がその動作をしなくなり、点灯管内のバイメタルスイッチが開閉を繰り返して始動パルスが永続的に発生し続けてしまうようなことが防止される。
【００１１】
ここで、始動パルスが停止するまでの時間は、タングステンフィラメントの線径、及び、タングステンフィラメントと点灯管内のバイメタルスイッチとの間の距離に依存する。つまり、タングステンフィラメントの線径が細ければ、点灯管を動作させなくする発熱量に至るまでの時間が短くなる。その反面、あまり線径が細すぎると高圧放電ランプ輸送中の振動等でタングステンフィラメントが断線してしまう。そこで、タングステンフィラメントの線径としては、例えば、直径３０〜３００μｍ程度であることが望ましい。また、タングステンフィラメントと点灯管内のバイメタルスイッチとの間の距離が短ければ、バイメタルスイッチはタングステンフィラメントの発熱の影響を大きく受け、バイメタルスイッチの接点が閉状態を維持するまでの所要時間が短くなる。タングステンフィラメントと点灯管内のバイメタルスイッチとの間の距離としては、例えば、請求項２記載の発明のように、１５ｍｍ以下が望ましい。
【００１５】
請求項３記載の高圧放電ランプ装置は、請求項１又は２記載の高圧放電ランプと；高圧放電ランプ内の発光管を交流電源に接続させる給電線に介在された安定器と；を備える。したがって、始動器における接点の開閉動作が生ずると、接点が開いた時、安定器のインダクタンスによって瞬間的なキック電圧が発生し、これが始動パルスとして高圧放電ランプ内の発光管に印加され、発光管が始動する。そして、発光管が始動しない場合には、始動パルスの発生が停止される。
【００１６】
請求項４記載の照明装置は、請求項３記載の高圧放電ランプ装置と；少なくとも高圧放電ランプを収納保持するケーシングと；を備える。したがって、請求項４記載の照明装置に使用される高圧放電ランプにおいては、発光管が始動しない場合に始動パルスの発生が停止される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態を図１ないし図３に基づいて説明する。本実施の形態は、高圧放電ランプを備えた高圧放電ランプ装置の実施の一形態として、高圧ナトリウムランプ装置に適用した一例を示す。図１は高圧ナトリウムランプ装置の回路図、図２は高圧ナトリウムランプの正面図、図３は始動器部分の拡大正面図である。
【００１８】
まず、回路構成を図１に基づいて説明する。高圧ナトリウムランプ装置１は、概略的には、高圧ナトリウムランプ２と安定器３とによって構成されている。つまり、高圧ナトリウムランプ２は交流電源４に給電線５を介して接続されており、給電線５には、チョークコイル構成の安定器３が直列に介在接続されている。図１中、交流電源４に並列接続されているコンデンサＣは、力率改善用である。
【００１９】
高圧ナトリウムランプ２は、後述する外管６の内部に発光管７とその始動器８とを内蔵する構造である。発光管７は、その両端に給電線５に接続される一対の電極９を備え、その外周に沿って始動を補助する近接導体１０を備える。近接導体１０は、一方の電極９の側で給電線５に接続されている。始動器８は、直列に接続された点灯管１１とタングステンフィラメント１２と熱応動スイッチとしてのバイメタルスイッチ１３とにより構成されており、高圧ナトリウムランプ２に並列に接続されている。
【００２０】
次いで、高圧ナトリウムランプ２の構造を図２及び図３に基づいて説明する。高圧ナトリウムランプ２は、硬質ガラスにより形成された外管６の開口部が口金１４で封止され、その内部に発光管７とその始動器８とが密閉保持されて形成されている。この場合、外管６の内部は真空状態に維持されている。
【００２１】
発光管７は、多結晶アルミナや単結晶アルミナ等の両端開口のセラミックチューブからなるバルブ１５の内部に金属封入物と始動ガスとして機能する不活性ガス（共に図示せず）とが封入された状態で、バルブ１５の開口する両端が図示しない栓体で封止された構造となっている。「金属封入物」としては水銀及びナトリウムが用いられ、「不活性ガス」としてはキセノン（Ｘｅ）ガスが用いられている。栓体は、図示しないソルダによってバルブ１５に接着固定されており、電極９を備える。
【００２２】
このような発光管７は、口金１４内のステム１６に固定された一対のサポートワイヤ１７ａ，１７ｂに一対のバルブホルダ１８（一方のバルブホルダは図示せず）を介して保持されている。サポートワイヤ１７ａ，１７ｂ及びバルブホルダ１８は共に導体であり、サポートワイヤ１７ａは口金１４のシェル１４ａに、サポートワイヤ１７ｂは口金１４のアイレット端子１４ｂにそれぞれ独立して導通接続され、二つのバルブホルダ１８は発光管７の二つの電極９（図１参照）にそれぞれ独立して導通接続されている。したがって、発光管７の電極９は、サポートワイヤ１７ａ，１７ｂ及びバルブホルダ１８を介することにより、一方の電極９が口金１４のシェル１４ａに、他方の電極９が口金１４のアイレット端子１４ｂにそれぞれ導通接続されている。
【００２３】
発光管７の下端を保持する図示しない方のバルブホルダは、サポートワイヤ１７ａに非導通状態で取り付けられた絶縁性を有する支持体１９に支持されている。支持体１９は、支持体１９にネジ止めされた二つの金属製のネジ２０ａ，２０ｂがインシュレータ２１を介してサポートワイヤ１７ａに固定されることによりサポートワイヤ１７ａに固定されている。また、サポートワイヤ１７ａには、発光管７の長手方向に沿わせてワイヤ状の近接導体１０が取り付けられている。近接導体１０は、ニオビウムやタンタル等の耐熱性金属ワイヤによって構成されている。
【００２４】
外管２の内部に密閉保持された始動器８の構成物品のうち、点灯管１１及びタングステンフィラメント１２は支持体１９に支持され、バイメタルスイッチ１３は一方のサポートワイヤ１７ａに固定されて支持体１９を支持する一方のネジ２０ａに対し接離自在である。バイメタルスイッチ１３は、発光管７の発光による発熱の影響を受ける位置にネジ２０ａに接触状態で配置され、発光管７の発光による熱の影響を受けてネジ２０ａから離反する構造である。ここで、点灯管１１はいわゆるグローランプであり、ガラス管等の気密容器２２の内部に電極ともなるバイメタルスイッチ２３を備える（図１参照）。このため、点灯管１１は、バイメタルスイッチ２３に接続された一対の導線２４ａ，２４ｂを備える。一方の導線２４ａは口金１４のアイレット端子１４ｂに導通接続されたサポートワイヤ１７ｂに導通接続され、他方の導線２４ｂは一方のネジ２０ｂを介してタングステンフィラメント１２の一端に導通接続されている。タングステンフィラメント１２の他端は、バイメタルスイッチ１３が接離する他方のネジ２０ａに導通接続されている。
【００２５】
したがって、図１ないし図３を参照すると、高圧ナトリウムランプ２においては、口金１４のシェル１４ａに対し、サポートワイヤ１７ａ及びホルダ１８を介して発光管７の一方の電極９が接続され、口金１４のアイレット端子１４ｂに対し、サポートワイヤ１７ｂ及び図示しないホルダを介して発光管７の他方の電極９が接続され、これによって発光管７が交流電源４に接続される。そして、点灯管１１の導線２４ａ、点灯管１１、点灯管１１の導線２４ｂ、ネジ２０ｂ、タングステンフィラメント１２、ネジ２０ａ、及びバイメタルスイッチ１３という直列接続回路である始動器８が構成され、バイメタルスイッチ１３がサポート１７ａに、点灯管１１の導線２４ａがサポート１７ｂにそれぞれ接続され、これによって始動器８が発光管７に並列接続されている。
【００２６】
ここで、タングステンフィラメント１２の線径は直径３０〜３００μｍであり、このタングステンフィラメント１２と点灯管１１との間の距離は１５ｍｍ以下である。
【００２７】
このような構成において、交流電源４より高圧ナトリウムランプ２に給電すると、始動器８において、点灯管１１、タングステンフィラメント１２、及びバイメタルスイッチ１３という閉回路が構成される。これにより、始動器８が備える点灯管１１が放電現象によって発光し、この時の発熱で点灯管１１が備えるバイメタルスイッチ２３の接点が閉じ、これによって点灯管１１の放電が休止されて点灯管１１が冷え、バイメタルスイッチ２３の接点が再び開く。つまり、点灯管１１は、気密容器２２内の放電による発熱によって接点を閉じることで閉回路を構成し閉回路が構成されると冷却されて接点を開くスイッチング素子として機能する。そして、一旦閉じられたバイメタルスイッチ２３の接点が開く時、高圧ナトリウムランプ２と電源４との間に介在接続されるチョークコイル構成の安定器３のインダクタンスによって瞬間的なキック電圧が発生し、これが始動パルスとして発光管７に印加され、発光管７が始動する。一度の始動パルスの印加で発光管７が発光しない場合には、点灯管１１が内蔵するバイメタルスイッチ２３の接点の開閉が繰り返され、これによって発光管７に複数回始動パルスが印加され、発光管７の始動が促される。そして、発光管７が始動し点灯すると、発光管７の発熱によって一方のサポートワイヤ１７ａに固定されたバイメタルスイッチ１３が開かれ、始動器８の回路が開かれる。これにより、点灯管１１が内蔵するバイメタルスイッチ２３の接点が開閉動作をしなくなり、始動パルスの発生が停止される。
【００２８】
一方、始動器８においては、バイメタルスイッチ１３が開かない限りタングステンフィラメント１２に電流が流れ続け、タングステンフィラメント１２は発熱を維持する。つまり、タングステンフィラメント１２は、通電によって発熱を維持する発熱素子として機能する。このため、何らかの原因によって発光管７が始動しない場合、タングステンフィラメント１２の熱によって点灯管１１が加熱され、所定時間経過後には点灯管１１が内蔵するバイメタルスイッチ２３が閉じた状態に維持される。これにより、点灯管１１の動作が停止され、点灯管１１が内蔵するバイメタルスイッチ２３の接点が開閉を繰り返して始動パルスが永続的に発生し続けてしまうようなことが防止される。したがって、発光管７が始動しない原因の如何を問わず、始動パルスの永続的な発生が確実に阻止される。
【００２９】
ここで、始動パルスの永続的な発生が阻止されるまでの時間は、タングステンフィラメント１２の線径に依存する。つまり、タングステンフィラメント１２の線径が細ければ直ぐに一定の発熱量に達するため、始動パルスの永続的な発生が阻止されるまでの時間が短くなる。また、始動パルスの永続的な発生が阻止されるまでの時間は、タングステンフィラメント１２と点灯管１１に内蔵されたバイメタルスイッチ２３との間の距離にも依存する。点灯管１１においては、その放電による発光によって内蔵のバイメタルスイッチ２３の接点が閉じられ、バイメタルスイッチ２３の接点が閉じられると点灯管１１の放電が休止されて点灯管１１が冷え、バイメタルスイッチ２３の接点が再び開かれる。この際、バイメタルスイッチ２３の接点の開閉動作は、タングステンフィラメント１２の発熱の影響を受けるため、タングステンフィラメント１２がバイメタルスイッチ２３に近く配置されているほどバイメタルスイッチ２３が閉状態を維持するまでに要する時間が短くなる。ここで、本実施の形態の場合、タングステンフィラメント１２の線径は直径３０〜３００μｍ程度であり、又、タングステンフィラメント１２と点灯管１１が内蔵するバイメタルスイッチ２３との間の距離は１５ｍｍ以下であり、このような条件下では、始動パルスの永続的な発生が阻止されるまでに要する時間が２分程度である。
【００３０】
本発明の第二の実施の形態を図４及び図５に基づいて説明する。本実施の形態は、第一の実施の形態に示したような始動器内蔵形高圧ナトリウムランプ装置を内蔵する照明装置の実施の一形態として、ポール照明装置に適用した一例を示す。図４はポール照明装置を示す側面図、図５は高圧ナトリウムランプ装置の縦断側面図である。
【００３１】
ポール照明装置３１は、歩道３２に立設されたポール３３の上端に高圧ナトリウムランプ装置３４が装着されて構成されている。ポール３３は、その上端が屈曲され、これによって高圧ナトリウムランプ装置３４の照明方向（図４中、一点鎖線で示す）が歩道３２に隣接する道路３５の方向に向けられている。
【００３２】
高圧ナトリウムランプ装置３４は、第一の実施の形態で示した高圧ナトリウムランプ装置１とほぼ同様の回路構成を備える（図１ないし図３参照）。つまり、図示しない交流電源に接続された高圧ナトリウムランプ３６とチョークコイル構成の安定器３７とを基本的な回路構成要素とする。
【００３３】
高圧ナトリウムランプ装置３４の構造は、図５に示すとおり、ポール３３の先端部に固定されたケーシング３８の内部に高圧ナトリウムランプ３６と安定器３７とが取り付けられたものである。高圧ナトリウムランプ３６は、ケーシング３８に一部に設けられたランプ収納室３９においてランプホルダ４０に保持されている。ランプ収納室３９は、下面がアクリル製の透光カバー４１により形成され、内部にリフレクタ４２を備える。リフレクタ４２は、高圧ナトリウムランプ３６より照射された光を透光カバー４１の方向に反射するように取り付けられている。安定器３７は、ケーシング３８の一部に設けられた安定器収納室４３に収納保持されている。そして、ケーシング３８に収納された高圧ナトリウムランプ３６及び安定器３７に対しては、ポール３３の内部に配線された図示しない給電線を介して交流電源が接続されている。
【００３４】
このような構成において、高圧ナトリウムランプ装置３４の始動原理は第一の実施の形態として示した高圧ナトリウムランプ装置１と同様なのでその説明を省略する。そこで、高圧ナトリウムランプ３６が内蔵する図示しない発光管が始動し点灯すると、その光は直接的にかつリフレクタ４２を反射して透光カバー４１を透過し、道路３５を照らす。
【００３５】
一方、高圧ナトリウムランプ装置３４は、高圧ナトリウムランプ３６が内蔵する発光管を始動させるために、始動パルスを発生する。この始動パルスは、通常は発光管が始動し点灯することにより停止し、例外的に発光管が始動しない場合にも所定時間経過後に停止する。この場合、始動パルスの停止は、発光管が始動しない理由を問わずに確実に行われる。したがって、高圧ナトリウムランプ３６の不良を認識しがたい本実施の形態のようなポール照明装置３１にあっては、高圧ナトリウムランプ３６が内蔵する発光管が始動しないにも拘らず始動パルスが永続的に発生してしまうような不都合がなく、無駄な電力消費が防止される。
【００３６】
【実施例】
本発明の発明者は、本発明の有効性を実験によって確かめてみた。図６は実験結果を示すグラフである。図６のグラフ中、試作（１）は、第一の実施の形態で示したものと実質的に同一の高圧ナトリウムランプの実験結果である。試作（２）は、点灯管が内蔵するバイメタルスイッチとタングステンフィラメントとの間の距離を２０ｍｍにした他は、第一の実施の形態で示したものと実質的に同一の高圧ナトリウムランプの実験結果である。なお、第一の実施の形態では、バイメタルスイッチとタングステンフィラメントとの間の距離が１５ｍｍに設定されている。そして、試作（３）は、従来の一例として図７に示したものと実質的に同一の高圧ナトリウムランプの実験結果である。
【００３７】
実験では、内部ガスがリークしていないにも拘らずに始動しない発光管を用意し、この発光管に始動パルスの印加を継続した。すると、試作（１）のものでは、２分程度でタングステンフィラメントの熱によって点灯管が動作しなくなり、始動パルスが完全に発生しない状態となった。試作（２）のものでは、５分経過後も点灯管は動作し続け、始動パルスの発生を停止することができなかった。そして、試作（３）のものでは、発光管の不点灯が内部ガスのリークを原因としないため、フィラメント構成のヒータは断線せず、試作（２）のものと同様に始動パルスの発生を停止することができなかった。
【００３８】
このような実験結果より明らかなように、第一の実施の形態で示したような高圧ナトリウムランプでは、発光管が始動しない場合、タングステンフィラメントが発熱を維持するために点灯管が加熱され、これによって点灯管内のバイメタルスイッチが閉じた状態に維持されて点灯管が動作しなくなり、始動パルスの発生が停止する。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１記載の高圧放電ランプは、内部が真空に維持された外管の内部に発光管を収納保持し、直列接続のタングステンフィラメントと点灯管とにより形成された始動器を外管の内部で発光管に並列に接続し、発光する発光管の発熱によって開く熱応動スイッチを始動器に直列に接続したので、点灯管によって発光管を始動させ、発光管の発光後は熱応動スイッチの作用によって始動器が備えるバイメタルスイッチの接点の開閉動作を停止させることができ、又、何らかの原因によって発光管が始動しない場合、その理由の如何を問わずタングステンフィラメントが発熱を維持して点灯管内のバイメタルスイッチの接点を閉じた状態に維持して点灯管の動作を停止させ、始動パルスが永続的に発生し続けてしまうようなことを防止することができる。
【００４０】
また、始動パルスの発生が停止するまでの時間がタングステンフィラメントの線径に依存することを利用し、タングステンフィラメントの線径を直径３０〜３００μｍにしたので、発光管が始動しない場合に始動パルスが停止するまでの時間を理想的な時間に設定することができる。また、タングステンフィラメントの線径を直径３０μｍよりも太くすることで、輸送中の振動等による断線を防止することができる。
【００４１】
請求項２記載の発明は、始動パルスが停止するまでの時間がタングステンフィラメントと点灯管内のバイメタルスイッチとの間の距離に依存することを利用し、タングステンフィラメントと点灯管との間の距離を１５ｍｍ以下にしたので、発光管が始動しない場合に始動パルスが停止するまでの時間を理想的な時間に設定することができる。
【００４３】
請求項３記載の高圧放電ランプ装置は、請求項１又は２記載の高圧放電ランプと、発光管を交流電源に接続させる給電線に介在する安定器とを備えるので、始動器における接点の開閉動作が生ずると、接点が開いた時に安定器のインダクタンスによって瞬間的なキック電圧を発生させ、これを始動パルスとして高圧放電ランプ内の発光管に印加して発光管を始動することができる。そして、発光管が始動しない場合には、その理由の如何を問わず、始動パルスの発生を停止し、無駄な電力消費をなくすことができる。
【００４４】
請求項４記載の照明装置は、請求項３記載の高圧放電ランプ装置と、少なくとも高圧放電ランプを収納保持するケーシングとを備えるので、発光管が始動しない場合に、その理由の如何を問わず、始動パルスの発生を停止し、無駄な電力消費をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態を示す高圧ナトリウムランプ装置の回路図である。
【図２】高圧ナトリウムランプの正面図である。
【図３】始動器部分の拡大正面図である。
【図４】本発明の第二の実施の形態として、高圧ナトリウムランプ装置を用いるポール照明装置を示す側面図である。
【図５】ポール照明装置に用いられる高圧ナトリウムランプ装置の縦断側面図である。
【図６】実験結果を示すグラフである。
【図７】従来の一例として、高圧ナトリウムランプ装置の回路図である。
【符号の説明】
１：高圧放電ランプ装置
２：高圧放電ランプ
３：安定器
４：交流電源
６：外管
５：給電線
７：発光管
８：始動器
９：電極
１１：点灯管（スイッチング素子）
１２：タングステンフィラメント（発熱素子）
１３：熱応動スイッチ
２２：気密容器
３８：ケーシング[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-pressure discharge lamp such as a high-pressure sodium lamp having a starter built in an outer tube, a high-pressure discharge lamp device, and a lighting device.
[0002]
[Prior art]
Among high-pressure discharge lamps such as high-pressure sodium lamps, there is a type in which an arc tube is housed and held in an outer tube to form a double structure, and a starter for starting the arc tube is built in the outer tube. It is disclosed in JP-A-5-89845 and JP-A-5-335000. FIG. 7 shows an example of a conventional circuit configuration of such a high pressure sodium lamp with a built-in starter.
[0003]
The high-pressure sodium lamp 101 incorporates an arc tube 103 and its starter 104 inside an outer tube 102 (not shown) whose inside is maintained in a vacuum state, and is connected to an AC power supply 106 via a ballast 105 having a coil configuration. It is connected. The arc tube 103 has a metal enclosure containing mercury and sodium and an inert gas functioning as a starting gas sealed in the tube, and has a proximity conductor 107 along the outer periphery thereof to assist starting. The starter 104 has a circuit configuration in which a bimetal switch 108 and a heater 109 made of a tungsten filament arranged close to each other are connected in series, and is connected to an AC power supply 106 in parallel with the arc tube 103. The bimetal switch 108 has a structure in which the contact is closed at normal temperature, the lighting circuit of the high-pressure sodium lamp 101 is closed, and the contact is opened when heated to a certain temperature or higher. The heater 109 generates heat when energized.
[0004]
When power is supplied from the AC power supply 106 to the high-pressure sodium lamp 101 having such a circuit structure, the heater 109 of the starter 104 generates heat, and the heat causes the contact of the bimetal switch 108 to be opened. As a result, an instantaneous kick voltage is generated by the inductance of the ballast 105 having the coil configuration, and the kick voltage is applied to the electrode 103a of the arc tube 103 as a starting pulse. Then, discharge breakdown occurs inside the arc tube 103, and the arc tube 103 emits light. At this time, when the contact of the bimetal switch 108 is opened, the power supply to the heater 109 is cut off, and the temperature of the heater 109 decreases. Thereby, the contact of the bimetal switch 108 is closed again, and the same is repeated. That is, the generation of the start pulse is repeated, and even when the arc tube 103 is not started by the application of a single start pulse, the arc tube 103 is started by applying the start pulse several times. Then, when the arc tube 103 is started and turned on, the contact of the bimetal switch 108 is opened by the heat generated, so that the power supply to the starter 104 is stopped, and the generation of the start pulse is stopped.
[0005]
Here, the arc tube 103 of the high-pressure sodium lamp 101 has a ceramic tube in which a metal enclosure containing mercury and sodium and an inert gas are sealed, and plugs with electrodes 103a are adhesively sealed at both ends of the ceramic tube with solder. It has been formed. The ceramic tube serving as the tube of the arc tube 103 is used as a material that does not transmit an inert gas containing mercury and sodium. However, the inert gas sealed in the arc tube 103 may erode the solder for bonding and sealing both ends of the ceramic tube and leak out of the arc tube 103. In this case, even if a starting pulse is given, The arc tube 103 stops lighting. In such a case, when a start pulse is generated, the tungsten filament serving as the heater 109 is short-circuited to another member through the inert gas leaked from the arc tube 103, and the heater 109 serving as the tungsten filament is disconnected. Therefore, when the arc tube 103 does not turn on due to the leakage of the inert gas, it is possible to prevent the bimetal switch 108 from repeatedly opening and closing and generating a start pulse permanently.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the high-pressure sodium lamp 101 as illustrated in FIG. 7, when the arc tube 103 is not lit, a condition that the heater 109 is disconnected requires that an inert gas leak from the arc tube 103. On the other hand, the non-lighting of the arc tube 103 occurs not only when the inert gas leaks but also when the starting voltage becomes high due to some trouble in the arc tube 103. For example, when mercury and sodium concentrate in the vicinity of the plug of the arc tube 103, the starting voltage becomes high and the starting becomes difficult. Such a phenomenon actually occurs due to aging. However, in such a case, since the inert gas is not leaking from the arc tube 103, there is a problem that the heater 109 is not disconnected and the start pulse is continuously generated.
[0007]
An object of the present invention is to provide a high-pressure discharge lamp capable of stopping generation of a start pulse by the starter 104 even when the arc tube does not light up, even if the cause is other than leakage of an inert gas from the arc tube. The object is to obtain a high-pressure discharge lamp device and a lighting device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The high-pressure discharge lamp according to claim 1, wherein an outer tube whose inside is maintained in a vacuum; an outer tube housed and held inside; a metal filling material and an inert gas are sealed inside; An arc tube having a pair of electrodes, and a series-connected tungsten filament connected in parallel to the arc tube inside the outer tube, and a lighting tube.A wire diameter of the tungsten filament is 30 to 300 μm, and the lighting tube includes a pair of electrodes and a bimetal switch for closing a contact by a discharge phenomenon generated between the electrodes.A starter; and a thermoresponsive switch connected in series with the starter and opened by the heat generated by the light emitting arc tube.When the arc tube does not start, the contact of the bimetal switch in the lighting tube is maintained in a closed state in accordance with an increase in the amount of heat generated by the tungsten filament.
[0009]
Here, the “outer tube” is formed of, for example, hard glass, and the “arc tube” is formed by enclosing a metal tube and an inert gas in a ceramic tube of, for example, polycrystalline alumina or single-crystal alumina. . As the “metal enclosure”, for example, sodium and mercury are used, and as the “inert gas”, for example, xenon (Xe) gas is used. The “lighting tube” is a so-called glow lamp, and therefore includes a pair of electrodes and a bimetal switch that closes a contact by a discharge phenomenon generated between these electrodes. The “thermally responsive switch” is formed by, for example, a bimetal switch.
[0010]
Therefore, when power is supplied to the high-pressure discharge lamp, the ignition tube in the starter emits light due to the discharge phenomenon, and the heat generated at this time closes the contacts of the bimetal switch of the ignition tube, thereby stopping the discharge of the ignition tube. The ignition tube cools down and the contacts of the bimetal switch open again. At this time, an instantaneous kick voltage is generated by the inductance of the ballast having a coil structure interposed between the high-pressure discharge lamp and the power supply, and this voltage is applied to the arc tube as a starting pulse to start the arc tube. If the arc tube does not emit light by a single application of the start pulse, the opening and closing of the contacts of the bimetal switch in the ignition tube are repeated, whereby a start pulse is applied to the arc tube a plurality of times, and the arc tube is urged to start. Then, when the arc tube is started and turned on, the heat responsive switch is opened by the heat generated by the arc tube, and the circuit of the starter is opened. As a result, the contacts of the bimetal switch in the lighting tube do not open or close, and the generation of the start pulse is stopped. On the other hand, the current continues to flow through the tungsten filament due to the lighting tube causing the discharge phenomenon and the bimetal switch whose contacts are closed, and the tungsten filament maintains heat generation. Therefore, if the arc tube does not start for some reason, the amount of heat generated by the tungsten filament increases over time, and the ignition tube is heated by the heat. Keep closed. This prevents the lighting tube from performing its operation, and prevents the bimetal switch in the lighting tube from being repeatedly opened and closed, so that the start pulse is continuously generated.
[0011]
Here, the time until the starting pulse stops depends on the wire diameter of the tungsten filament and the distance between the tungsten filament and the bimetal switch in the lighting tube. In other words, if the wire diameter of the tungsten filament is small, the time until the calorific value that does not operate the lighting tube is shortened. On the other hand, if the wire diameter is too small, the tungsten filament will break due to vibration during transportation of the high-pressure discharge lamp. Therefore, as the wire diameter of the tungsten filament, for example,,straightThe diameter is desirably about 30 to 300 μm. Further, if the distance between the tungsten filament and the bimetal switch in the lighting tube is short, the bimetal switch is greatly affected by the heat generated by the tungsten filament, and the time required for the contacts of the bimetal switch to maintain the closed state is shortened. As the distance between the tungsten filament and the bimetal switch in the lighting tube, for example,2As in the described invention, it is desirable that the length be 15 mm or less.
[0015]
Claim3The high-pressure discharge lamp device according to claim 1,Or 2A high-pressure discharge lamp as described above; and a ballast interposed in a power supply line for connecting an arc tube in the high-pressure discharge lamp to an AC power supply. Therefore, when the opening and closing operations of the contacts in the starter occur, when the contacts are opened, a momentary kick voltage is generated by the inductance of the ballast, and this is applied as a starting pulse to the arc tube in the high-pressure discharge lamp, and the arc tube is fired. Starts. When the arc tube does not start, the generation of the start pulse is stopped.
[0016]
Claim4The lighting device described in the claims3And a casing for accommodating and holding at least the high-pressure discharge lamp. Therefore, the claims4In the high-pressure discharge lamp used in the lighting device described above, the generation of the start pulse is stopped when the arc tube does not start.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment shows an example in which the present invention is applied to a high-pressure sodium lamp device as one embodiment of a high-pressure discharge lamp device including a high-pressure discharge lamp. 1 is a circuit diagram of the high-pressure sodium lamp device, FIG. 2 is a front view of the high-pressure sodium lamp, and FIG. 3 is an enlarged front view of a starter portion.
[0018]
First, the circuit configuration will be described with reference to FIG. The high-pressure sodium lamp device 1 is roughly constituted by a high-pressure sodium lamp 2 and a ballast 3. That is, the high-pressure sodium lamp 2 is connected to the AC power supply 4 via the power supply line 5, and the ballast 3 having a choke coil configuration is connected to the power supply line 5 in series. In FIG. 1, a capacitor C connected in parallel to the AC power supply 4 is for improving the power factor.
[0019]
The high-pressure sodium lamp 2 has a structure in which an arc tube 7 and a starter 8 thereof are built in an outer tube 6 described later. The arc tube 7 includes a pair of electrodes 9 connected to the power supply line 5 at both ends, and a proximity conductor 10 that assists starting along the outer periphery. The proximity conductor 10 is connected to the power supply line 5 on one electrode 9 side. The starter 8 includes a lighting tube 11, a tungsten filament 12, and a bimetal switch 13 as a thermally responsive switch connected in series, and is connected in parallel to the high-pressure sodium lamp 2.
[0020]
Next, the structure of the high-pressure sodium lamp 2 will be described with reference to FIGS. The high-pressure sodium lamp 2 is formed such that an opening of an outer tube 6 formed of hard glass is sealed with a base 14, and an arc tube 7 and a starter 8 are hermetically held therein. In this case, the inside of the outer tube 6 is maintained in a vacuum state.
[0021]
The arc tube 7 is in a state in which a metal enclosure and an inert gas (both not shown) functioning as a starting gas are sealed inside a bulb 15 made of a ceramic tube having both ends opened, such as polycrystalline alumina or single crystal alumina. Thus, both ends of the opening of the valve 15 are sealed with plugs (not shown). Mercury and sodium are used as the “metal enclosure”, and xenon (Xe) gas is used as the “inert gas”. The plug is adhesively fixed to the bulb 15 by a solder (not shown), and includes the electrode 9.
[0022]
Such an arc tube 7 is held by a pair of support wires 17a and 17b fixed to a stem 16 in a base 14 via a pair of bulb holders 18 (one bulb holder is not shown). The support wires 17a and 17b and the valve holder 18 are both conductors. The support wire 17a is connected to the shell 14a of the base 14 and the support wire 17b is connected to the eyelet terminal 14b of the base 14 independently and electrically. Are independently and electrically connected to the two electrodes 9 of the arc tube 7 (see FIG. 1). Accordingly, the electrode 9 of the arc tube 7 is connected to the shell 14a of the base 14 and the other electrode 9 is connected to the eyelet terminal 14b of the base 14 via the support wires 17a and 17b and the bulb holder 18. It is connected.
[0023]
The bulb holder (not shown) that holds the lower end of the arc tube 7 is supported by an insulating support 19 that is attached to the support wire 17a in a non-conductive state. The support 19 is fixed to the support wire 17a by fixing two metal screws 20a and 20b screwed to the support 19 to the support wire 17a via the insulator 21. A wire-like proximity conductor 10 is attached to the support wire 17a along the longitudinal direction of the arc tube 7. The proximity conductor 10 is made of a heat-resistant metal wire such as niobium or tantalum.
[0024]
Of the components of the starter 8 that are hermetically held inside the outer tube 2, the lighting tube 11 and the tungsten filament 12 are supported by a support 19, and the bimetal switch 13 is fixed to one support wire 17a and the support 19 is freely movable toward and away from one of the screws 20a supporting the screw 19a. The bimetal switch 13 is arranged in contact with the screw 20a at a position affected by the heat generated by the light emission of the arc tube 7, and has a structure separated from the screw 20a by the influence of the heat generated by the light emission of the arc tube 7. Here, the lighting tube 11 is a so-called glow lamp, and includes a bimetal switch 23 serving as an electrode inside an airtight container 22 such as a glass tube (see FIG. 1). For this reason, the lighting tube 11 includes a pair of conductive wires 24 a and 24 b connected to the bimetal switch 23. One conductive wire 24a is conductively connected to a support wire 17b conductively connected to an eyelet terminal 14b of the base 14, and the other conductive wire 24b is conductively connected to one end of the tungsten filament 12 via one screw 20b. The other end of the tungsten filament 12 is conductively connected to the other screw 20a to which the bimetal switch 13 comes and goes.
[0025]
Therefore, referring to FIGS. 1 to 3, in the high-pressure sodium lamp 2, one electrode 9 of the arc tube 7 is connected to the shell 14 a of the base 14 via the support wire 17 a and the holder 18, and The other electrode 9 of the arc tube 7 is connected to the eyelet terminal 14b via a support wire 17b and a holder (not shown), whereby the arc tube 7 is connected to the AC power supply 4. Then, the starter 8 which is a series connection circuit of the conductor 24a of the lighting tube 11, the lighting tube 11, the conductor 24b of the lighting tube 11, the screw 20b, the tungsten filament 12, the screw 20a, and the bimetal switch 13 is configured. The bimetal switch 13 is connected to the support 17a, and the conductor 24a of the lighting tube 11 is connected to the support 17b, whereby the starter 8 is connected in parallel to the arc tube 7.
[0026]
Here, the wire diameter of the tungsten filament 12 is 30 to 300 μm, and the distance between the tungsten filament 12 and the lighting tube 11 is 15 mm or less.
[0027]
In such a configuration, when power is supplied from the AC power supply 4 to the high-pressure sodium lamp 2, the starter 8 forms a closed circuit including the lighting tube 11, the tungsten filament 12, and the bimetal switch 13. As a result, the lighting tube 11 provided in the starter 8 emits light due to the discharge phenomenon, and the heat generated at this time closes the contact of the bimetal switch 23 provided in the lighting tube 11, thereby stopping the discharge of the lighting tube 11. The lighting tube 11 cools down and the contacts of the bimetal switch 23 open again. That is, the lighting tube 11 functions as a switching element that forms a closed circuit by closing the contacts due to heat generated by the discharge in the airtight container 22, and is cooled and opens the contacts when the closed circuit is formed. When the contact of the bimetal switch 23 once closed is opened, a momentary kick voltage is generated due to the inductance of the ballast 3 having a choke coil structure interposed between the high-pressure sodium lamp 2 and the power supply 4. It is applied to the arc tube 7 as a starting pulse, and the arc tube 7 starts. When the arc tube 7 does not emit light by a single application of the start pulse, the opening and closing of the contact of the bimetal switch 23 incorporated in the ignition tube 11 is repeated, whereby a start pulse is applied to the arc tube 7 a plurality of times to emit light. The start of the tube 7 is prompted. When the arc tube 7 is started and turned on, the heat generated by the arc tube 7 opens the bimetal switch 13 fixed to the one support wire 17a, and the circuit of the starter 8 is opened. As a result, the contact of the bimetal switch 23 built in the lighting tube 11 does not open or close, and the generation of the start pulse is stopped.
[0028]
On the other hand, in the starter 8, current continues to flow through the tungsten filament 12 unless the bimetal switch 13 is opened, and the tungsten filament 12 maintains heat generation. That is, the tungsten filament 12 functions as a heat generating element that maintains heat when energized. For this reason, when the arc tube 7 does not start for some reason, the lighting tube 11 is heated by the heat of the tungsten filament 12, and after a predetermined time elapses, the bimetal switch 23 built in the lighting tube 11 is maintained in a closed state. You. As a result, the operation of the lighting tube 11 is stopped, and the contact of the bimetal switch 23 built in the lighting tube 11 is repeatedly opened and closed, so that the starting pulse is prevented from being permanently generated. Therefore, the permanent generation of the start pulse is reliably prevented regardless of the cause of the non-start of the arc tube 7.
[0029]
Here, the time until the permanent generation of the start pulse is prevented depends on the diameter of the tungsten filament 12. In other words, if the wire diameter of the tungsten filament 12 is small, the heating value reaches a certain level immediately, so that the time until the permanent generation of the starting pulse is prevented is shortened. The time until the permanent generation of the starting pulse is stopped also depends on the distance between the tungsten filament 12 and the bimetal switch 23 built in the lighting tube 11. In the lighting tube 11, the contact of the built-in bimetal switch 23 is closed by the light emission due to the discharge, and when the contact of the bimetal switch 23 is closed, the discharge of the lighting tube 11 is stopped and the lighting tube 11 cools down. The contact of the switch 23 is opened again. At this time, since the opening / closing operation of the contact of the bimetal switch 23 is affected by the heat generated by the tungsten filament 12, the closer the tungsten filament 12 is disposed to the bimetal switch 23, the longer the bimetal switch 23 is required to maintain the closed state. Time is shortened. Here, in the case of the present embodiment, the wire diameter of the tungsten filament 12 is about 30 to 300 μm, and the distance between the tungsten filament 12 and the bimetal switch 23 built in the lighting tube 11 is 15 mm or less. Under such conditions, the time required for preventing the permanent generation of the start pulse is about 2 minutes.
[0030]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment shows an example in which the present invention is applied to a pole lighting device as an embodiment of a lighting device incorporating a high pressure sodium lamp device with a built-in starter as shown in the first embodiment. FIG. 4 is a side view showing the pole lighting device, and FIG. 5 is a longitudinal side view of the high-pressure sodium lamp device.
[0031]
The pole lighting device 31 is configured such that a high-pressure sodium lamp device 34 is attached to an upper end of a pole 33 erected on a sidewalk 32. The pole 33 is bent at its upper end, so that the illumination direction of the high-pressure sodium lamp device 34 (indicated by a dashed line in FIG. 4) is directed toward the road 35 adjacent to the sidewalk 32.
[0032]
The high-pressure sodium lamp device 34 has substantially the same circuit configuration as the high-pressure sodium lamp device 1 shown in the first embodiment (see FIGS. 1 to 3). That is, the high-pressure sodium lamp 36 connected to an AC power supply (not shown) and the ballast 37 having a choke coil configuration are basic circuit components.
[0033]
As shown in FIG. 5, the structure of the high-pressure sodium lamp device 34 is such that a high-pressure sodium lamp 36 and a stabilizer 37 are mounted inside a casing 38 fixed to the tip of a pole 33. The high-pressure sodium lamp 36 is held by a lamp holder 40 in a lamp storage chamber 39 provided partially in a casing 38. The lamp storage chamber 39 has a lower surface formed of a translucent cover 41 made of acrylic, and includes a reflector 42 inside. The reflector 42 is attached so as to reflect light emitted from the high-pressure sodium lamp 36 toward the light-transmitting cover 41. The stabilizer 37 is stored and held in a stabilizer storage chamber 43 provided in a part of the casing 38. An AC power supply is connected to the high-pressure sodium lamp 36 and the ballast 37 housed in the casing 38 via a power supply line (not shown) wired inside the pole 33.
[0034]
In such a configuration, the starting principle of the high-pressure sodium lamp device 34 is the same as that of the high-pressure sodium lamp device 1 shown as the first embodiment, and the description thereof will be omitted. Then, when an arc tube (not shown) incorporated in the high-pressure sodium lamp 36 is started and turned on, the light is directly reflected on the reflector 42 and transmitted through the light transmitting cover 41 to illuminate the road 35.
[0035]
On the other hand, the high-pressure sodium lamp device 34 generates a starting pulse to start the arc tube incorporated in the high-pressure sodium lamp 36. This start pulse is normally stopped by starting and lighting the arc tube, and is stopped after a predetermined time has elapsed even when the arc tube does not start. In this case, the stop of the start pulse is reliably performed regardless of the reason why the arc tube does not start. Therefore, in the pole lighting device 31 according to the present embodiment, in which it is difficult to recognize the failure of the high-pressure sodium lamp 36, the starting pulse is permanent even though the arc tube incorporated in the high-pressure sodium lamp 36 does not start. Therefore, there is no inconvenience that occurs in the above, and wasteful power consumption is prevented.
[0036]
【Example】
The inventor of the present invention has confirmed the effectiveness of the present invention by experiments. FIG. 6 is a graph showing experimental results. In the graph of FIG. 6, prototype (1) is an experimental result of a high-pressure sodium lamp substantially the same as that shown in the first embodiment. Prototype (2) is an experiment of a high-pressure sodium lamp substantially the same as that shown in the first embodiment except that the distance between the bimetal switch incorporated in the lighting tube and the tungsten filament is set to 20 mm. The result. In the first embodiment, the distance between the bimetal switch and the tungsten filament is set to 15 mm. Prototype (3) is an experimental result of a high-pressure sodium lamp substantially the same as that shown in FIG. 7 as an example of the related art.
[0037]
In the experiment, an arc tube was prepared which did not start even though the internal gas did not leak, and the application of a start pulse to this arc tube was continued. Then, in the prototype (1), the lighting tube stopped operating due to the heat of the tungsten filament in about 2 minutes, and the starting pulse was not completely generated. In the prototype (2), the lighting tube continued to operate even after 5 minutes had elapsed, and the generation of the starting pulse could not be stopped. In the prototype (3), the non-lighting of the arc tube does not cause the leakage of the internal gas. Therefore, the filament-shaped heater does not break, and the generation of the start pulse is stopped as in the prototype (2). I couldn't.
[0038]
As is clear from such experimental results, in the high-pressure sodium lamp as shown in the first embodiment, when the arc tube does not start, the ignition tube is heated to maintain the heat generation of the tungsten filament, As a result, the bimetal switch in the lighting tube is maintained in a closed state, the lighting tube does not operate, and the generation of the start pulse is stopped.
[0039]
【The invention's effect】
The high-pressure discharge lamp according to claim 1, wherein the arc tube is housed and held in an outer tube whose inside is maintained in a vacuum, and a starter formed by a series-connected tungsten filament and a lighting tube is connected to the inside of the outer tube. Since the thermoresponsive switch connected in parallel with the arc tube and opened by the heat of the arc tube that emits light was connected in series with the starter, the arc tube was started by the lighting tube, and after the light emission of the arc tube, the thermoresponsive switch was turned on. The opening / closing operation of the contacts of the bimetal switch included in the starter can be stopped by the action, and if the arc tube does not start for any reason, the tungsten filament maintains heat generation for any reason regardless of the reason, and the inside of the ignition tube is maintained. It is possible to stop the operation of the ignition tube by keeping the contact of the bimetal switch closed and prevent the starting pulse from continuing to be generated permanently. Kill.
[0040]
Also,Taking advantage of the fact that the time until the generation of the start pulse is stopped depends on the wire diameter of the tungsten filament, the wire diameter of the tungsten filament is set to 30 to 300 μm. Therefore, the start pulse stops when the arc tube does not start. Can be set to an ideal time. In addition, by making the wire diameter of the tungsten filament larger than the diameter of 30 μm, disconnection due to vibration or the like during transportation can be prevented.
[0041]
Claim2The described invention makes use of the fact that the time until the starting pulse stops depends on the distance between the tungsten filament and the bimetal switch in the lighting tube, and makes the distance between the tungsten filament and the lighting tube less than 15 mm. Therefore, the time until the starting pulse stops when the arc tube does not start can be set to an ideal time.
[0043]
Claim3The high-pressure discharge lamp device according to claim 1,Or 2The high pressure discharge lamp described above, and a ballast interposed in the power supply line connecting the arc tube to the AC power supply, so that when the opening and closing operation of the contacts in the starter occurs, the inductance of the ballast momentarily occurs when the contacts open. A high kick voltage is generated and applied as a starting pulse to the arc tube in the high pressure discharge lamp to start the arc tube. Then, when the arc tube does not start, the generation of the start pulse is stopped for any reason, and wasteful power consumption can be eliminated.
[0044]
Claim4The lighting device described in the claims3Since the high-pressure discharge lamp device described above and a casing for accommodating and holding at least the high-pressure discharge lamp are provided, when the arc tube does not start, regardless of the reason, the generation of the start pulse is stopped and wasteful power consumption is performed. Can be eliminated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of a high-pressure sodium lamp device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of a high-pressure sodium lamp.
FIG. 3 is an enlarged front view of a starter portion.
FIG. 4 is a side view showing a pole lighting device using a high-pressure sodium lamp device as a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a vertical sectional side view of a high-pressure sodium lamp device used for a pole lighting device.
FIG. 6 is a graph showing experimental results.
FIG. 7 is a circuit diagram of a high-pressure sodium lamp device as an example of the related art.
[Explanation of symbols]
1: High pressure discharge lamp device
2: High pressure discharge lamp
3: Ballast
4: AC power supply
6: outer tube
5: Power supply line
7: Arc tube
8: Starter
9: Electrode
11: Lighting tube (switching element)
12: Tungsten filament (heating element)
13: Thermally responsive switchH
22: Airtight container
38: Casing

Claims

内部が真空に維持された外管と；
前記外管の内部に収納保持され、内部に金属封入物と不活性ガスとを封入し、前記外管の外部に導通する一対の電極を有する発光管と；
前記外管の内部で前記発光管に並列に接続された直列接続のタングステンフィラメントと点灯管とにより形成され、前記タングステンフィラメントの線径は直径３０〜３００μｍであり、前記点灯管は一対の電極とこれらの電極間に発生する放電現象によって接点を閉じるバイメタルスイッチとを備える、始動器と；
前記始動器に直列に接続され、発光する前記発光管の発熱によって開く熱応動スイッチと；
を備え、前記発光管が始動しない場合、前記タングステンフィラメントの発熱量の増大に応じて前記点灯管内の前記バイメタルスイッチの接点が閉じた状態に維持されるようにした、ことを特徴とする高圧放電ランプ。An outer tube maintained inside a vacuum;
An arc tube housed and held inside the outer tube, enclosing a metal enclosure and an inert gas therein, and having a pair of electrodes that conduct to the outside of the outer tube;
The outer tube is formed by a series-connected tungsten filament connected in parallel to the arc tube and a lighting tube, and the tungsten filament has a wire diameter of 30 to 300 μm. A starter comprising electrodes and a bimetallic switch for closing contacts by a discharge phenomenon occurring between these electrodes ;
A thermally responsive switch connected in series with the starter and opened by the heat generated by the light emitting tube;
Wherein when the arc tube does not start, the contact of the bimetal switch in the lighting tube is maintained in a closed state according to an increase in the amount of heat generated by the tungsten filament. lamp.

タングステンフィラメントと点灯管との間の距離は１５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。High-pressure discharge lamp according to claim 1, wherein the distance between the tungsten filament and the lighting tube is 15mm or less.

請求項１又は２記載の高圧放電ランプと；
前記高圧放電ランプ内の発光管を交流電源に接続させる給電線に介在された安定器と；
を備えることを特徴とする高圧放電ランプ装置。A high-pressure discharge lamp according to claim 1 or 2 ;
A ballast interposed in a power supply line connecting an arc tube in the high-pressure discharge lamp to an AC power source;
A high-pressure discharge lamp device comprising:

請求項３記載の高圧放電ランプ装置と；
少なくとも高圧放電ランプを収納保持するケーシングと；
を備えることを特徴とする照明装置。A high-pressure discharge lamp device according to claim 3, and
A casing for accommodating at least the high-pressure discharge lamp;
A lighting device comprising: