JPS6210853A - 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 省エネルギー志向が定着し、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。とくに高圧水銀ランプにかわってこれまで屋
外照明用の高出力放電灯としてここ１ｏ年急速に普及し
てきた高圧す）　ＩＪウムランプやメタルハライドラン
プの小形・低ワソ２　・＼− ト化を図り、店舗・商店街やホテルなど屋内照明の主力
光源とする動きが活発になっている。なかでも、ｅｏＷ
〜１５０Ｗ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３゜〜ｙｏＷクラスの小形の高
圧ナトリウムランプ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６７−９０４６号公報、特開昭６７−６０７６３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
レ°を提案した。この提案に基づいて試作した高演色性
高圧ナトリウムランプは電球に良く似た暖かみのある光
色を呈し、しかもランプ入力は５０Ｗ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咽と細く、かつ長さも４０〜
５０ｙｎｍと非常に短くできるために、ハロゲンランプ
の発光管に似た形状の比較的小形のガラスバルブで外管
を形成し、小形の、しかも配光制御の自由度が大きくと
れる反射器具な９、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輝３　″　。

されるはずである。これと同時に、点灯装置（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代わる各
種の電子回路式の安定器の開発が試みられてきた。なか
でも、直流降圧チョッパー回路方式の安定器は、直流点
灯ではあっても回路効率が高く、しかも比較的安価なも
のである。

さらに、軽量で、かつランプ自体の大きさ程度にまで小
形化が可能である。したがって、」１記のような小形・
低ワツトの高圧ナトリウムランプの点灯装置として、現
在のところ最も適したものと考えられる。

発明が解決しようとする問題点 ところが、放電灯に共通する現象であるが、直流で点灯
する場合、放電気体のカタホレシス現象により、点灯を
続けていると発光物質が陰極側に偏在して陽極側の発光
が弱くなる場合がある。この場合も例外ではなく、直流
降圧チョッパー回路など直流電源を用いて点灯すると陽
極側のす）　ＩＪウム原子の発光が弱くなる。とくに陰
極側が下向きの姿勢で点灯された場合、この傾向が顕著
になった。

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、発光輝度むらのない直流点灯用高圧すｌ・リウム
ランプを提供することを目的とするものである。

問題点を解決するだめの手段 この問題点を解決するために、本発明は両端部に陽極お
よび陰橙を有し、内部にすトリウムを封入した発光管が
外管内に設けられ、前記外管の一部表面に赤外線反射膜
が形成された直流点灯用高圧ナトリウムランプを特徴と
するものである。

作　　用 この構成により、ランプ動作中、発光管から放出される
赤外放射が外管に形成された赤外線反射膜によって反射
され、その大半が再び発光管の陰極側表面に入射するこ
とになる。このことにより、発光管の陰極側端部が保温
されて最冷点が陽極側管端部に形成される。よって、直
流点灯に伴うカタホレシス現象が回避される。

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
演色高圧ナトリウムランプ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
祁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Ｚｒ
Ｍｎ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５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陥突出させてタ
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性物質が焼
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性物質を含まないタン
６　”−： 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５０パ一セント前後のネオン
・アルゴン混合ガスが６０Ｔｏｒｒ前後封入されている
。発光管１は電極導体２．３、およびリード７．８を介
して、それぞれリード線９，１０に接続、保持され、内
径１３喘。

外径１６ｙｎｍの石英ガラス製の外管１１内に装填さ　
　　　　′□れている。リード線９，１ｏのもう一方の
端部はモリブデンからなる金属箔１２．１３の端部に溶
接、接続され、金属箔１２．１３は外管１１の一方の端
部で気密に封止られている。リード７にはＺｒ−Ａｌの
合金ゲッタ１４が保持されている。さらに外管１１の一
部表面２ロ金１６寄りの表面、すなわち、発光管１の陰
極に近い方の表面には赤外線反射膜１６が形成されてい
る。この赤外線反射膜１６はチタニア（Ｔ　１０２　）
とシリカ（Ｓ　１０２　）の薄膜を交互に重ね合わせた
多重干渉膜であって、可視域の透過率が９６係以」二で
あり、かつ８０゜〜１２０Ｏｎ１波長域の赤外線反射率
の平均値が７１・− ７５％以−Ｆに及ぶものである。

かかる構成の直流点灯用の高圧すｌ−ＩＪウムランプ２
１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。第２図において、２０１は６０Ｈｚの交流電源、
２０２はプリクジ形全波整流回路、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。高圧すトリウムランプ２１．チョークコイ
ル２ｏ４．パワ　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。パワート
ランジスタ２０５のベースおよびエミッタは制御回路２
０７に接続されていて、制御回路２０７の作用によって
パワートランジスタ２０５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２
ｏ４．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一方式の電子回路式安定
器で前記のような直流点灯用の高圧ナトリウムランプ２
１の点灯実験を行なった。はぼ一定のランプ電力６０Ｗ
で、ランプの点灯方向をいろいろ変えて点灯を試みた。

高圧ナトリウムランプ２１の中心軸を水平にした場合、
陰極５を上向きおよび下向きにした場合の安定点灯時の
ランプ電圧■ｌおよびランプ発光色の色温度Ｔ。を下表
に示す０ ９ヘ−ノ 上表から明らかなように、高圧ナトリウムランプ２１は
点灯方向の影響をほとんど受けることがなく、発光輝度
むらが生じないことがわかる。これは次に述べる理由に
よるものである。すなわち、ナ）リウム原子は本来近赤
外域に遷移確率の高い輝線スペクトルを持っている。代
表的なものは８２０ｎｍおよび１１４０ｎｍである。し
たがって、本実施例のように８００ｎｍ以上の近赤外領
域に大きな反射率を持った赤外線反射膜が外管の一部表
面に形成されている場合は、一旦発光管１から放出され
る上記す）　ＩＪウム原子の近赤外域の放射が前記赤外
線反射膜で反射され、その大半が再び発光管の陰極側表
面に入射することになる。この結果、発光管１の陰極側
端部が保温されることになり、このために、たとえ陰極
６が下向きの姿勢で点灯された場合でも、発光管１の最
冷点は陽極側の管端部に形成されることになるものであ
る。

よって、発光管１の内部では直流放電に伴うカタホレシ
ス現象が生じることがなく、いかなる点灯姿勢であって
もほぼ一定の放電状態が実現できる１０へ・ ようになったものである。

これに対して、交流点灯の場合のように外管の表面全面
に赤外線反射膜が形成されたり、あるいは逆にこの反射
膜が設けられない場合は、発光管の最冷点は常に陰極側
端部に形成されるので、放電状態が点灯姿勢の影響を受
けることになる。すなわち、カタホレシス現象のために
陰極側のナトリウム原子の発光が弱められ、発光管に輝
度むらが生じることとなる。この輝度むらは陰極側が下
向きの姿勢で点灯される場合に最も顕著となる。

なお、本実施例では第１図に示すように片口金の直管状
高圧す）　ＩＪウムランプの例を示したが、第３図に示
すように両口金形直管状高圧す）　ＩＪウムランプの場
合でも同様の効果が得られることは言うまでもない。

また、第１図に示した例では、発光管１の両端部の径が
絞られていて、電極導体２，３がその端部内面に直接封
着された場合を例に示したが、一般の高圧ナトリウムラ
ンプに用いられている構造の発光管、すなわち直管状の
アルミナ管で構成さ１１　′＼−／ れた発光管の場合も同様の効果が得られることは言うま
でもない。

さらに、本実施例のように、陰極棒が突出した形状で、
内部に電子放射性物質を有する陰極を備えてなる構成の
直流点灯用高圧ナトリウムランプの場合には、上記のよ
うな赤外線の保温作用が働き、ランプ動作中の陰極スポ
ットの安定性をも向上させることになるので、ランプ寿
命を通じてランプ電圧および光色変動の少ない、優れた
動程特性が得られることとなる。

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
ランプによれば、両端部に陽極および陰極を有する発光
管が外管内に設けられ、前記外管の一部表面に赤外線反
射膜が形成されているので、ランプ動作中発光管から放
出される赤外放射が赤外線反射膜により反射されて再度
発光管の陰極側表面に集中的に入射することとなり、こ
のことにより、発光管の陰極側端部が保温されて最冷点
が常に陽極側管端部に形成されることとなる。

よって、直流点灯に伴う放電のカタホレシス現象が回避
でき、発光輝度むらがなく、かつほぼ一定の点灯特性が
得られるものである。さらに、陰極が棒突出形の構成の
場合は、ランプ電圧および光色変動の少ない、優れた動
程特性が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である直流点灯用高踏の一例
を示す図、第３図は本発明の他の実施例である直流点灯
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、９．１０・・・・・・リード線、１１・・・
・・・外管、１２．１３・・・・・・金属箔、１４・・
・・・・合金ゲッタ、１５，１５ａ、１５ｂ・・・・・
・口金、１６・・・・・・赤外線反射膜、２１．２２・
・・・・・高圧ナトリウムランプ、２０１・・・・・・
交流電源、２０２・・・・・・１３　ぺ−′ 全波整流器、２０３・・・・・・平滑コンデンサ、２０
４・・・・・・チョークコイル、２０６・・・・・・パ
ワートランジスタ、２０６・・・・・・ダイオード、２
０７・・・・・・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名第１
図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 両端部に陽極および陰極を有し、内部にナトリウムを封
   入した発光管が外管内に設けられ、前記外管の一部表面
   に赤外線反射膜が形成されていることを特徴とする直流
   点灯用高圧ナトリウムランプ