JPS59180955A - 高圧金属蒸気放電灯 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は高真空度に保たれた外管内に透光性セラミック
チューブからなる発光管を収容した高圧金属蒸気放電灯
に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近時セラミックスと金属の気密接合技術の進歩によシ、
透光性セラミックチューブの両端に電極を備えたニオブ
等の金属キャップを気密に接合して発光管を構成し、こ
の発光管内に発光金属および始動用希ガスを封入した、
いわゆるセラミック放電灯の開発が急速に進められてい
る。代表例としては、発光物質としてナトリウムＮａ、
緩衝物質として水銀Ｈｇおよび始動用希ガスとしてキセ
ノンＸｅを封入した高圧ナトリウムランプが知られてい
る。この種の放電灯は、高真空度を保った外管内に収容
されて二重管構造をなしてお）、外管内を高真空に保つ
のは、ガスの熱伝導による熱損失をなくして発光効率を
高めるためである。

しかしながらこのようなランプにおいては、たとえば寿
命末期などに発生する可能性のある発光管のリーク、す
なわち気密が損われると、発光管内に封入されていたＸ
ｅガスやＮａおよびＨｇが外管内に拡散する。この状態
でランプを始動させようとしてパルス発生始動装置によ
り発生されたノクルスを印加すると、外管内の導電部材
、たとえばサポートワイヤなどが発光管からリークした
ガスの雰囲気に晒されているので上記パルスによ逆導電
部材間でグロー放電を生じ、このグロー放電がアーク放
電に移行して導電部材の溶損や外管の破壊を生じかねな
い。

このような不具合を防止する手段として「特開昭４８−
９５０９１号公報」か知られている。

このものは外管内における対向電位部材間に自己アーク
ヒユーズを接続し、万が一発光管のリークによって外を
内にガスが拡散されると上言己自己アークヒユーズの溶
融短絡作用により安定器の二次側を短絡接続させて外管
内アーク放電を防止するようにしたものである。

しかしながら上記公報に記載された技術においては、自
己アークヒユーズによって安定器の二次側を短絡すると
、安定器には短絡電流が流れるため安定器の過熱によシ
焼損を招く欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情にもとづきなされたものでその
目的とするところは、万が一発光管にリークが発生して
も外管内で導電部材を溶断させた多列管を破損させるよ
うなアーク放電の発生を防止し、しかも安定器に過大電
流を流すことも防止して安全性を保つことができる高圧
金属蒸気放電灯を提供しようとするものである。

〔発明の概要〕

本発明は外管内に、この外管内に力スが存在されるよう
になった場合にグロー放電を発生して閉止し得る常開型
熱応動スイッチと限流抵抗とを直列に接続した回路を、
発光管に並列に接続して収容し、発光管のリーク等によ
って外管内にガスが発生すると上記常開型熱応動スイッ
チの閉止作用によシ安定器の二次側を短絡させて外管内
のアーク放電の発生を防止し、かつこの短絡電流を限流
抵抗によって制限して安定器に過大電流ｆ：流さないよ
うにし安定器の焼損も防止すること′ｆ：特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を図示の高圧すｌ−’）ラムラン
プについて説明する。

図中１は外管でち夛硼硅酸ガラスなどにより紡錐形に成
形され、内部を高真空度に保っている。外管１のネック
部を封止するステム２には内導線３，４が封着されてお
り、一方の内導線３にはサポートワイヤ５が溶接されて
いる。これら内導線３，４は口金６および中火端子７に
接続されている。

サポートワイヤ５には発光管８が支持されている。発光
管８は透光性アルミナセラミックからなるチューブの両
端をニオブやタンタル等からなる金属キャップ９，９で
気密に封止したもので、これら金がキャップ９，９に接
続されて電極１０，１０（第３図参照）が対設されてい
る。そしてこの発光管８内には、発光金属としてナトリ
ウムＮａ、緩衝金属として水銀Ｈ，ｇおよび始動用希ガ
スとしてキセノンガスＸｅがあ入されている。

発光管８の外表面には近接導体１１が・々イメタル片１
２を介してサポートワイヤ５に支持された状態で配置さ
れている。この近接導体１ノはランプの始動時に発光管
８の外表面に接触もしくは接近して始動補助極として作
用し、ランｆが安定点灯に至ると、発光管８０発熱によ
シ上記ノぐイメタル片１２が彎曲させられるので発光管
８から離れて、放射光の遮断を少くシ、かつ内部のナト
リウムイオンの吸引を防止する。

外管１内には、・ヤルス発生始動装置１５が収容されて
いる。すなわちサポートワイヤ５間には第２図に示すよ
うに耐熱性絶縁基板１６が配置されておシ、この絶縁基
板１６にはフィラメントノアと常閉型熱応動スイッチと
しての常閉型・ぐイメタルスイッチ１８が直列の回路を
なして取り付けられている。フィラメン）１７は複数の
アンカー線１９・・・によって支持されることによシは
ぼ同一面内に位置して屈曲されている。

このような面状のフィラメント１７に対面するようにし
て常閉型バイメタルスイッチ１８のバイメタル２０が配
置されている。バイメタル２０は支持棒２ノに溶接され
ているとともに可動接点２２を有している。この可動接
点２２に対向する固定接点２３はボルト２４に溶接され
ている。ボルト２４は絶縁基板１６の図示下面側におい
て導電線２５を介してサポートワイヤ５に接続されてい
る。

また、上記バイメタル２０の支持棒２１は他のボルト２
６に溶接されており、このボルト２６は絶縁基板２５の
下面側においてリード線２７に接続されている。リード
線２７は絶縁基板２５を貫通して上記フィラメント１７
の一端に接続されている。フィラメント１７の他端は他
のリード線２８を介して導電リボン２９に猿続されてい
る。この導電リボン２９は前記ステム２に封着された内
導線４に接続されている。

したがってフィラメント１７と常閉型バイメタルスイッ
チ１８とは第３図に示されるごとく直列回路を成してお
シ、この直列回路は外管１内において発光管８に対して
並列に接続されているものである。

上記絶縁基板２５の下方には電気絶縁性遮熱板３０が配
置されておシ、この遮熱板３０の下方には本発明に係る
常開型熱応動スイッチ３１と限流抵抗３２が設けられて
いる。常開型熱応動スイッチ３１はバイメタル形可動電
極３３とこの可動電極３３と１〜１０ｍｍ程度の微小間
隙を存して固定電極３４とを対向して設け、この固定電
極３４は前記導電線２５に接続されている。なお本実施
例の固定電極３３には放電を容易にするために電子放射
性物質（エミッター）３５、たとえばＢａＯ＋　Ｚ”Ｏ
ｔ　Ｓ；、０などが付着されている。

バイメタル形可動電極３３は支持ｓ３６に溶接されてお
り、この支持＠３６には上記限流抵抗３２としての発熱
発光形コイル抵抗体の一端が接続されている。コイル抵
抗体３２の他端は他の支持８３７に接続されておシ、こ
の支持棒３７は給電リボン３８を介して前記導電リボン
２９に接続されている。なおコイル抵抗体３２はバイメ
タル形可動電極３３と面対向するように配置されている
。したがって常開型熱応動スイッチ３１とコイル抵抗体
３２は第３図に示すように、直列回路を構成しておシ、
この直列回路は外管１内において発光管８に並列に接続
されている。々お３９はゲッタリングを示す。

このような構成の高圧ナトリウムランプは、第３図に示
すように、高圧水銀ランプ用単チョーク形安定器４０を
介して電源４１と接続されて使用される。

ランプの始動時には始動装置１５の常閉型バイメタルス
イッチ１８が閉じているのでフィラメント１７に電流が
流れ、よってこのフィラメント１７が発熱する。常閉型
バイメタルスイッチ１８のバイメタル２０は上記フィラ
メント１７の輻射熱を受けてψ曲され、よって接点２２
、．２３を開放する。この接点２２．２３の開放時に発
生するキック電圧が高圧パルスとなシ、安定器４０の二
次電圧に畳重されて発光管８に印加される。

発光管８においては近接導体１１と、対向電位側の電極
１０との間に大きな電位傾度を生じて放電が促され、電
極１０．１０間の主放電が生起される。したがってラン
プの始動が可能となシ、安定点灯へと移行する。ランフ
０が安定点灯すると発光管８０発熱によシ上記バイメタ
ル２０を加熱するから、バイメタル２０は接点２２．２
３間を開放したままの性的状態が保たれ、よって点灯中
に接点２２．２３の開閉作動にもとづくパルス発生が防
止される。

このようなランプにおいて寿命末期に近づくなどのため
、万が一発光管８にリークが生じて発光管８内に刺入し
たガスが外管１内に発生すると以下のごとき作動となる
。すなわちランプを始動する場合には常開型熱応動スイ
ッチ３１に電源電圧が印加される。との常開型熱応動ス
イッチ３１は周囲が高真空の場合にはグロー放電を生じ
ないが、発光管８から漏洩したガスにより周囲がガス雰
囲気となると、上記電源電圧により固定電極３４との間
にグロー放電を発生する。

特に固定電極３４に電子放射性物質３５を塗布した場合
には、周囲のキャノンガスが０．１　ｔｏｒｒ程度の低
圧であってもバイメタル形可動電極３３と固定電極３４
との間にグロー放電を生じる。このグロー放電によシバ
イノタル形可動電極３３は加熱され熱彎曲によって固定
電格３４と接触する。このことから安定器４０の二次側
が短絡されることになる。

したがって、発光管８のリーク発生時には始動の際常開
型熱応動スイッチ３ノが閉じられるこキ ので、外管１の箇所で異常なアーク数箱、を生じること
がなく、サポートワイヤ５の溶断や外管１の破損が防止
されて安全となる。

ところで、上記常開型熱応動スイーッチ３１の閉成によ
シコイル抵抗体３２に電流が流れる。

この際この抵抗体３２の限流作用にょシこの抵抗体３２
を流れる電流値が規制され、ランプ電流以下の電流値に
される。このため安定器４゜には過大電流が流れなく、
よって安定器４ｏの焼損を未然に防止することになる。

なおコイル抵抗体３２は発熱作用を伴うので熱応動スイ
ッチ３１が自己のグロー放電にょシ閉じられたのちには
このコイル抵抗体３２がバイメタル形可動電極３３を加
熱して固定電極３４との閉止状態を保つ。このことがら
バイメタル形可動電極３３と固定電極３４との間で接離
作用にもとづくパルス発生を防止する。

さらにはコイル抵抗体３２に通電された場合にはこのコ
イル抵抗体３２が発光作用を行う。

このためランプはこのコイル抵抗体３２の発光による異
常発光となり、よって外部からランプの異常を視認する
ことができる。すなわちこの状態のランプは異常状態で
あることをコイル抵抗体３２の発光により！報すること
になシ、使用者は直ちにランプ交換などの対応策をとる
ことができる。

外管１内に発光管８からのリークによるガスが存在しな
いとき、つまシ正常状態においては発光管８および始動
装置１５に対して常開型熱応動スイッチ３ノは遮熱板３
０によって熱遮蔽されているから、始動装置１５のフィ
ラメント１７や発光管８からの輻射熱によシバイメタル
型可動電極３３か閉作動させられることはない。

なお本発明は発光管８のリークが原因して外管１内にガ
スが存在されるように々ることばかシに制約されるもの
ではなく、外管１のクラック等によシ外噛１内に大気が
侵入するなどの場合にも適用可能である。

１だ、本発明は電子放射性物質３５全固定％、極３４に
塗布することには制約されず、バイメタル型可動電極３
３に電子放射性物質を塗布してもよく、かつグロー放電
が速やかに発生するならば電子放射性物質は用いなくて
もよい。

そしてまた本発明は外管１内に・やルス発生始動装置１
５を収容することには限定されず、始動装置１５は安定
器４ｏ側に組み込んでもよい。

そしてパルス発生始動装置としては点灯管、その他電子
回路を用いてもよい。

さらに丑だ本発明は高圧ナトリウムランプに制約される
ものではなく、透光性セラミックチー−ブを使用するラ
ンプとしてメタルハライドランプが知られているのでメ
タルハライドランプでも適用可能である。

〔発明の効果〕

以上詳述した通シ本発明によれば、外管内に不所望なガ
スが存在された場合に常開型熱応動スイッチが自己グロ
ー放電によシ閉止して安定器の二次側を短紹するように
なるから、外管内の異常放電を防止して導電部材の溶断
や外管の破損を防止する。し力・も上記常開型熱応動ス
イッチには限流抵抗を直列に接続しであるので安定器の
二次側短絡電流の電流値が抑止され、安定器へ過大電流
を流さないので安定器の焼損が防止され、安全性が向上
する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は高圧ナトリウ
ムランプの構成図、第２図はその要部の詳細を示す斜視
図、第３図は使用状態を示す回路図である。 １・・・外管、８・・・発光管、１５・・・・ぐルス発
生始動装置、１７・・・フィラメント、１８・・・常閉
型バイメタルスイッチ、３１・・・常開型熱応動スイッ
チ、３２・・・限流抵抗、３５・・・電子放射性物質。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　内部を高真空度に保った外管内に透光性セラ
   ミックチューブから々る発光管を収容し、安定器の二次
   電圧にパルスを印加する・ぐルス発生始動装置によって
   上記発光管を始動させるようにした高圧金属蒸気放電灯
   において、上記外管内のガスの存在によジグロー放電を
   発生して閉止する常開型熱応動スイッチと限流抵抗とか
   らなる直列回路を上記発光管と並列に接続して外管内に
   収容したことを特徴とする高圧金属蒸気放電灯。
2. （２）・ぐルス発生始動装置は外管内に収容されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の高圧
   金属蒸気放電灯。
3. （３）上記常開型熱応動スイッチには電子放射性物質を
   塗布したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項ま
   たは第（２）項記載の高圧金属蒸気放電灯。