(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｄ−Ｅヒステリシス特性を利用し、かつチタン酸バリウム系化合物である主成分に対し、副成分として耐還元性酸化物ガラスが含有されており、耐還元性特性を備えたものとされている非直線性誘電体磁器であって、
前記チタン酸バリウム系化合物は、
化学式
（Ｂａ1-x-y-zＳｒxＣａyＭｇzＯ）m・（Ｔｉ1-o-pＺｒoＨｆp）Ｏ2
で表したとき、ｘ、ｙ、ｚ、ｍ、ｏ、ｐが
０≦ｘ≦０．０５
０≦ｙ≦０．０２
０≦ｚ≦０．００５
０．９９５≦ｍ≦１．０２
０．０３５≦ｏ＋ｐ≦０．１２（ただし、０≦ｏ≦０．１２、０≦ｐ≦０．１２）
の関係を満足するものであり、
かつ、前記耐還元性酸化物ガラスは、
ｘＬｉ2Ｏ−ｙ（ＳｉwＴｉ1-w）Ｏ2−ｚＭＯ（ただし、ＭＯはＡｌ2Ｏ3およびＺｒＯ2から選ばれる少なくとも１種、また、ｘ、ｙおよびｚはモル％であり、ｗは０．３０≦ｗ≦１．０の範囲内）で表したとき、その組成比（ｘ、ｙ、ｚ）が、添付図１に示す３元組成図において、点Ａ（２０、８０、０）、点Ｂ（１０、８０、１０）、点Ｃ（１０、７０、２０）、点Ｄ（３５、４５、２０）、点Ｅ（４５、４５、１０）、点Ｆ（４５、５５、０）を結ぶ多角形の線上（ただし、直線Ａ−Ｆ上の場合は、ｗは０．３≦ｗ＜１．０の範囲内）または内部の領域の組成であり、
前記耐還元性酸化物ガラスの含有量が、チタン酸バリウム系化合物である主成分１００重量部に対し０．８重量部以下であることを特徴とする、非直線性誘電体磁器。
【請求項２】
Ｄ−Ｅヒステリシス特性を利用し、かつチタン酸バリウム系化合物である主成分に対し、副成分として耐還元性酸化物ガラスが含有されており、耐還元性特性を備えたものとされている非直線性誘電体磁器であって、
前記チタン酸バリウム系化合物は、
化学式
（Ｂａ1-x-y-zＳｒxＣａyＭｇzＯ）m・（Ｔｉ1-o-pＺｒoＨｆp）Ｏ2
で表したとき、ｘ、ｙ、ｚ、ｍ、ｏ、ｐが
０≦ｘ≦０．０５
０≦ｙ≦０．０２
０≦ｚ≦０．００５
０．９９５≦ｍ≦１．０２
０．０３５≦ｏ＋ｐ≦０．１２（ただし、０≦ｏ≦０．１２、０≦ｐ≦０．１２）
の関係を満足するものであり、
かつ、前記耐還元性酸化物ガラスは、ｘＳｉＯ2−ｙＴｉＯ2−ｚＸＯ（ただし、ＸＯはＢａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＭｇＯ、ＺｎＯおよびＭｎＯから選ばれる少なくとも１種、また、ｘ、ｙおよびｚはモル％）で表したとき、その組成比（ｘ、ｙ、ｚ）が、添付図２に示す３元組成図において、点Ａ（８５、１、１４）、点Ｂ（３５、５１、１４）、点Ｃ（３０、２０、５０）、Ｄ（３９、１、６０）を結ぶ多角形の線上または内部の領域の組成であり、
前記耐還元性酸化物ガラスの含有量が、チタン酸バリウム系化合物である主成分１００重量部に対し０．８重量部以下であることを特徴とする、非直線性誘電体磁器。
【請求項３】
前記ＳｉＯ2−ＴｉＯ2−ＸＯ系の耐還元性酸化物ガラス中には、前記ＳｉＯ2−ＴｉＯ2−ＸＯ系の耐還元性酸化物ガラス１００重量部に対して、Ａｌ2Ｏ3およびＺｒＯ2から選ばれる少なくとも１種を合計で１５重量部以下（ただし、ＺｒＯ2は５重量部以下）含有することを特徴とする、請求項２に記載の非直線性誘電体磁器。
【請求項４】
前記ＳｉＯ2−ＴｉＯ2−ＸＯ系の耐還元性酸化物ガラス中には、前記ＳｉＯ2−ＴｉＯ2−ＸＯ系の耐還元性酸化物ガラス１００重量部に対して、Ｌｉ2ＯおよびＢ2Ｏ3から選ばれる少なくとも１種を合計で２０重量部以下含有することを特徴とする、請求項２または３に記載の非直線性誘電体磁器。
【請求項５】
前記非直線性誘電体磁器中には、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、ＹｂおよびＹから選ばれる少なくとも１種の元素の酸化物を、前記チタン酸バリウム系化合物１００モルに対して、０．５モル以下含有していることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の非直線性誘電体磁器。
【請求項６】
前記非直線性誘電体磁器中には、Ｍｎ、ＮｉおよびＣｏから選ばれる少なくとも１種の元素の酸化物を、前記チタン酸バリウム系化合物１００モルに対して、０．５モル以下含有していることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の非直線性誘電体磁器。
【請求項７】
前記非直線性誘電体磁器中には、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、ＹｂおよびＹから選ばれる少なくとも１種の元素の酸化物、ならびに、Ｍｎ、ＮｉおよびＣｏから選ばれる少なくとも１種の元素の酸化物を、前記チタン酸バリウム系化合物１００重量部に対して、総量で１．０重量部以下含有していることを特徴とする、請求項６に記載の非直線性誘電体磁器。
【請求項８】
高圧蒸気放電灯の外球内で用いられるコンデンサであって、該コンデンサは誘電体と該誘電体に形成された電極とからなり、前記誘電体が請求項１から７のいずれかに記載の非直線性誘電体磁器で構成されていることを特徴とする、パルス発生用コンデンサ。
【請求項９】
請求項８に記載のパルス発生用コンデンサとスイッチの直列回路が、発光管と並列に電気的に接続されていることを特徴とする、高圧蒸気放電灯回路。
【請求項１０】
請求項９に記載のパルス発生用コンデンサが、発光管と並列に電気的に接続され、外球内に封入されていることを特徴とする、高圧蒸気放電灯。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電灯の始動器に用いられるパルス発生用コンデンサ用の非直線性誘電体磁器、この誘電体磁器を誘電体としたパルス発生用コンデンサ、およびこのコンデンサを始動器に用いた高圧蒸気放電灯に関し、特に外球の内部に始動器を収納した高圧蒸気放電灯用として適した非直線性誘電体磁器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高圧ナトリウムランプのような高圧蒸気放電灯は、通常の商用電源電圧で始動させることが困難であり、高いパルス電圧の印加が必要である。
【０００３】
このような高いパルス電圧を発生させる始動器を、放電灯の外球内に内蔵し、一般の高圧水銀灯用の安定器と組み合わせて使用するようにした高圧蒸気放電灯が普及してきた。この高圧蒸気放電灯は、基本的には発光管と並列に非直線性誘電体磁器を用いたコンデンサを接続したもので、これに半導体のスイッチ（ＳＳＳ）などを組み合わせることによって高いパルス電圧を発生させ、それを電源電圧とともに発光管に印加して放電灯を始動させるものである。
【０００４】
このような高いパルス電圧を安定に発生させる手段として、チタン酸バリウム系化合物からなる非直線性誘電体磁器を誘電体としたパルス発生用コンデンサが用いられている。
【０００５】
このパルス発生用コンデンサは第３図に示すように、電圧（Ｅ）に対する電気変位（Ｄ）の変化が急峻なＤ−Ｅヒステリシスカーブを有しており、このコンデンサの抗電場よりも大きな電圧が印加されると、分極反転電圧の近傍で電荷量が急激に飽和する。この時の電流変化により安定器にも変化が起こり、安定器のインダクタンスにより、−Ｌ・ｄｉ／ｄｔに相当する高いパルス電圧を発生することができる。
【０００６】
高圧ナトリウムランプのような高圧蒸気放電灯に使用されるパルス発生用コンデンサとしては、Ｄ−Ｅヒステリシス曲線の傾斜が急峻で、かつそれが広い温度範囲にわたって安定であることが要求される。この要求に対応できるパルス発生用コンデンサが、特開昭６３−２２１５０４号公報、特開昭６３−２２１５０５号公報、特開平１−１３６３２３号公報、特開平１−１３６３２４号公報などにおいて開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、通常、高圧ナトリウムランプなどの高圧蒸気放電灯の外球内は、１×１０−５ｔｏｒｒ程度の高真空であり、点灯時には、３００℃／１×１０−５ｔｏｒｒの高温高真空下に曝される。また、放電灯の外球内は、放電灯点灯中に発生する酸素を吸着するためのバリウムゲッターが設置されており、外球内の真空度を保持している。しかし、放電灯を点灯し続けると、発光管や発光管を支持する金属製支柱、外球を構成するガラスなどの部材に吸着した水素及び吸着水の分解により発生する水素によって、外球内が還元性の雰囲気になる。
【０００８】
このため、前述の特開昭６３−２２１５０４号公報、特開昭６３−２２１５０５号公報、特開平１−１３６３２３号公報、特開平１−１３６３２４号公報などにおいて開示されているパルス発生用コンデンサを外球内に内蔵して長時間使用すると、誘電体磁器が還元してしまい、絶縁抵抗が低下し、発生パルス電圧が低くなったり、あるいは発生しなくなったりして、放電灯が点灯しなくなるとういう問題があった。
【０００９】
この対策として、特開昭６０−５２００６号公報に開示されているように、パルス発生用コンデンサを通電部を除いて無機質ガラスで完全に被覆することや、特開平４−３４８３２号公報のように、外球内に水素吸着用ゲッターを設置することが提案されている。しかし、この対策では劣化を完全に抑制することはできない上、パルス発生用コンデンサ、放電灯の構造が複雑になるなど、コストが高くなるという問題がある。また、特開昭６０−５２００６号公報のように無機質ガラスで完全に被覆すると、ガラスによって誘電体磁器のＤ−Ｅヒステリシス特性が劣化してしまい、高いパルス電圧が得られない場合がある。さらに、誘電体磁器のロット間での特性ばらつきが大きい、焼成時に磁器に反りが発生するなど、製造上の問題がある。
【００１０】
それゆえに、本発明の主たる目的は、ランプ点灯時に高温・高真空下に曝され、さらには使用時に還元雰囲気になっても特性が劣化せず、広い温度範囲にわたって高いパルス電圧を発生することができ、かつ特性ばらつきが小さく、製造上安定な特性を得ることができる、安価なパルス発生用コンデンサを得るための誘電体として適した非直線性誘電体磁器を提供することにある。また、この非直線性誘電体磁器を誘電体としたパルス発生用コンデンサを提供することにある。さらに、このパルス発生用コンデンサを始動器に用いた高圧蒸気放電灯回路および高圧蒸気放電灯を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の非直線性誘電体磁器は、化学式（Ｂａ1-x-y-zＳｒxＣａyＭｇzＯ）m・（Ｔｉ1-o-pＺｒoＨｆp）Ｏ2で表したとき、ｘ、ｙ、ｚ、ｍ、ｏ、ｐが０≦ｘ≦０．０５、０≦ｙ≦０．０２、０≦ｚ≦０．００５、０．９９５≦ｍ≦１．０２、０．０３５≦ｏ＋ｐ≦０．１２（ただし、０≦ｏ≦０．１２、０≦ｐ≦０．１２）の関係を満足するチタン酸バリウム系化合物を主成分とし、該主成分に副成分として、Ｌｉ2Ｏ−（Ｓｉ，Ｔｉ）Ｏ2−ＭＯ（ただし、ＭＯはＡｌ2Ｏ3およびＺｒＯ2から選ばれる少なくとも１種）で表わされる第１の耐還元性酸化物ガラス、または、ＳｉＯ2−ＴｉＯ2−ＸＯ（ただし、ＸＯはＢａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＭｇＯ、ＺｎＯおよびＭｎＯから選ばれる少なくとも１種）で表わされる第２の耐還元性酸化物ガラスが含有されており、耐還元性特性を備えたものとされていることを特徴とする。
【００１２】
そして、前記耐還元性酸化物ガラスの含有量は、前記チタン酸バリウム系化合物１００重量部に対して０．８重量部以下であることを特徴とする。
【００１５】
また、前記第１の耐還元性酸化物ガラスは、ｘＬｉ２Ｏ−ｙ（ＳｉｗＴｉ１−ｗ）Ｏ２−ｚＭＯ（ただし、ＭＯはＡｌ２Ｏ３およびＺｒＯ２から選ばれる少なくとも１種、また、ｘ、ｙおよびｚはモル％であり、ｗは０．３０≦ｗ≦１．０の範囲内）で表したとき、その組成比（ｘ、ｙ、ｚ）が、添付図１に示す３元組成図において、点Ａ（２０、８０、０）、点Ｂ（１０、８０、１０）、点Ｃ（１０、７０、２０）、点Ｄ（３５、４５、２０）、点Ｅ（４５、４５、１０）、点Ｆ（４５、５５、０）を結ぶ多角形の線上（ただし、直線Ａ−Ｆ上の場合は、ｗは０．３≦ｗ＜１．０の範囲内）または内部の領域の組成であることを特徴とする。
【００１６】
また、前記第２の耐還元性酸化物ガラスは、ｘＳｉＯ２−ｙＴｉＯ２−ｚＸＯ（ただし、ＸＯはＢａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＭｇＯ、ＺｎＯおよびＭｎＯから選ばれる少なくとも１種、また、ｘ、ｙおよびｚはモル％）で表したとき、その組成比（ｘ、ｙ、ｚ）が、添付図２に示す３元組成図において、点Ａ（８５、１、１４）、点Ｂ（３５、５１、１４）、点Ｃ（３０、２０、５０）、Ｄ（３９、１、６０）を結ぶ多角形の線上または内部の領域の組成であることを特徴とする。
【００１７】
また、前記第２の耐還元性酸化物ガラス中には、前記ＳｉＯ２−ＴｉＯ２−ＸＯ系の耐還元性酸化物ガラス１００重量部に対して、Ａｌ２Ｏ３およびＺｒＯ２から選ばれる少なくとも１種を合計で１５重量部以下（ただし、ＺｒＯ２は５重量部以下）含有することを特徴とする。
【００１８】
また、前記第２の耐還元性酸化物ガラス中には、前記ＳｉＯ２−ＴｉＯ２−ＸＯ系の耐還元性酸化物ガラス１００重量部に対して、Ｌｉ２ＯおよびＢ２Ｏ３から選ばれる少なくとも１種を合計で２０重量部以下含有することを特徴とする。
【００２０】
また、前記非直線性誘電体磁器中には、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、ＹｂおよびＹから選ばれる少なくとも１種の元素の酸化物を、前記チタン酸バリウム系化合物１００モルに対して、０．５モル以下含有していることを特徴とする。
【００２１】
また、前記非直線性誘電体磁器中には、Ｍｎ、ＮｉおよびＣｏから選ばれる少なくとも１種の元素の酸化物を、前記チタン酸バリウム系化合物１００モルに対して、０．５モル以下含有していることを特徴とする。
【００２２】
さらに、前記非直線性誘電体磁器中には、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、ＹｂおよびＹから選ばれる少なくとも１種の元素の酸化物、ならびに、Ｍｎ、ＮｉおよびＣｏから選ばれる少なくとも１種の元素の酸化物を、前記チタン酸バリウム系化合物１００重量部に対して、総量で１．０重量部以下含有していることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明のパルス発生用コンデンサは、高圧蒸気放電灯の外球内で用いられるコンデンサであって、該コンデンサは誘電体と該誘電体に形成された電極とからなり、前記誘電体が上記の非直線性誘電体磁器で構成されていることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の高圧蒸気放電灯回路は、上記のパルス発生用コンデンサとスイッチの直列回路が、発光管と並列に電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２５】
さらに、本発明の高圧蒸気放電灯は、上記のパルス発生用コンデンサが、発光管と並列に電気的に接続され、外球内に封入されていることを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の非直線性誘電体磁器、パルス発生用コンデンサ、高圧蒸気放電灯回路および高圧蒸気放電灯を図面を参照して説明する。
【００２７】
図４は、本発明の非直線性誘電体磁器およびパルス発生用コンデンサの一例を示す断面図である。パルス発生用コンデンサＡは、次のようにして製作される。即ち、まず、所定の組成比率に配合したセラミック原料粉末にバインダーを加えて混合し、乾燥、造粒した後、プレス成形法などにより、円板状の成形体を得る。その後、この成形体を焼成し、誘電体素子としての非直線性誘電体磁器１を得る。次に、この非直線性誘電体磁器１の両主面に一対の電極２を形成する。その後、絶縁のために絶縁ガラス３をリング状に形成した後、リード端子４を電極２と導電性接着剤５などで電気的に接続してパルス発生用コンデンサＡを得る。
【００２８】
ここで、非直線性誘電体磁器は、化学式（Ｂａ1-x-y-zＳｒxＣａyＭｇzＯ）m・（Ｔｉ1-o-pＺｒoＨｆp）Ｏ2で表したとき、ｘ、ｙ、ｚ、ｍ、ｏ、ｐが０≦ｘ≦０．０５、０≦ｙ≦０．０２、０≦ｚ≦０．００５、０．９９５≦ｍ≦１．０２、０．０３５≦ｏ＋ｐ≦０．１２（ただし、０≦ｏ≦０．１２、０≦ｐ≦０．１２）の関係を満足するチタン酸バリウム系化合物を主成分とし、該主成分に副成分として、Ｌｉ2Ｏ−（Ｓｉ，Ｔｉ）Ｏ2−ＭＯ（ただし、ＭＯはＡｌ2Ｏ3およびＺｒＯ2から選ばれる少なくとも１種）で表わされる第１の耐還元性酸化物ガラス、または、ＳｉＯ2−ＴｉＯ2−ＸＯ（ただし、ＸＯはＢａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＭｇＯ、ＺｎＯおよびＭｎＯから選ばれる少なくとも１種）で表わされる第２の耐還元性酸化物ガラスが含有されている。これにより、磁器自体の耐還元性と急峻なＤ−Ｅヒステリシス特性が得られ、高温、高真空下および還元雰囲気下に曝されても、絶縁抵抗が低下せず、高い発生パルス電圧が得られる。すなわち、チタン酸バリウム系化合物を主成分とするのみでは耐還元性が得られないが、耐還元性酸化物ガラスを含有させることで磁器自体の耐還元性を達成している。
【００２９】
また、この耐還元性酸化物ガラスを含有させることで、磁器の結晶粒径のバラツキが小さくなり、発生パルス電圧が高くなるとともに破壊電圧が向上する。さらに、Ｍｎ、ＮｉおよびＣｏから選ばれる少なくとも１種の元素の酸化物、およびＬａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、ＹｂおよびＹから選ばれる少なくとも１種の元素の酸化物を含有させることで、発生パルス電圧がより一層高くなる。
【００３０】
また、図５は、本発明の高圧蒸気放電灯の一例を示す断面図であり、図６はその高圧蒸気放電灯を含む点灯回路図である。即ち、高圧蒸気放電灯Ｂは、発光管１１と並列に接続されたパルス発生用コンデンサＡが外球１２内に封入されており、かつパルス発生用コンデンサＡに直列に半導体のスイッチ１３が接続されて高圧蒸気放電灯Ｂを形成している。そして、この高圧蒸気放電灯Ｂに安定器１４を介して交流電源１５よりＡＣ電圧が印加され、高圧蒸気放電灯Ｂが点燈する。
【００３１】
【実施例】
次に、本発明を実施例に基づき、さらに具体的に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
【００３２】
（実施例１）
まず出発原料として、純度９９％以上のＢａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＭｇＣＯ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２およびＨｆＯ２を準備した。
【００３３】
次に、これらの原料を、（Ｂａ１−ｘ−ｙ−ｚＳｒｘＣａｙＭｇｚＯ）ｍ・（Ｔｉ１−ｏ−ｐＺｒｏＨｆｐ）Ｏ２の組成式で表わしたとき、ｘ、ｙ、ｚ、ｍ、ｏ、ｐが表１に示す割合となる、チタン酸バリウム系化合物が得られるように配合した。この配合原料をボールミルで湿式混合し、粉砕したのち乾燥し、空気中にて１１２０℃で２時間仮焼して仮焼物を得た。この仮焼物を乾式粉砕機により粉砕し、粒径が１μｍ以下の原料を得た。
【００３４】
【表１】
0003606079.tif 000002
【００３５】
また、第１の耐還元性酸化物ガラス用として、０．２５Ｌｉ２Ｏ−０．６５（０．３０ＴｉＯ２・０．７０ＳｉＯ２）−０．１０Ａｌ２Ｏ３（モル比）の組成割合になるように、各成分の酸化物、炭酸塩または水酸化物を秤量し、混合粉砕して粉末を得た。
【００３６】
同様に、第２の耐還元性酸化物ガラス用として、０．６６ＳｉＯ２−０．１７ＴｉＯ２−０．１５ＢａＯ−０．０２ＭｎＯ（モル比）の組成割合になるように、各成分の酸化物、炭酸塩または水酸化物を秤量し、混合粉砕して粉末を得た。
【００３７】
次に、これら粉末を別々の白金るつぼ中において、１５００℃まで加熱した後、急冷し、粉砕することによって、平均粒径が１μｍ以下の第１、第２それぞれの耐還元性酸化物ガラス粉末を得た。
【００３８】
次に、これら原料粉末を表１に示す組成になるように秤量し、３重量％のポリビニルアルコールを純水とともに加えてボールミルで湿式混合し、乾燥・造粒後、２トン／ｃｍ２の圧力で成形し、円板状の成形体を得た。得られた成形体を、表２に示す温度で２時間焼成し、直径１８ｍｍ、厚み０．６ｍｍの非直線性誘電体磁器を得た。
【００３９】
その後、この非直線性誘電体磁器の両主面に直径１６ｍｍの電極を形成した。この電極は銀ペーストを焼き付けたものである。さらに、絶縁のために結晶化ガラスを外径１７ｍｍ、内径１４ｍｍのリング状に形成した後、リード端子を接続してパルス発生用コンデンサＡを作製した。なお、リード端子としては、ニッケル線を用い、銀ペーストで接続した。
【００４０】
このようにして得られたコンデンサのパルス発生電圧を、第７図に示すパルス発生・測定回路を用いて、−４０℃、室温（２０℃）、５０℃の各温度で測定した。なお、パルス発生・測定回路は、第７図に示すように、上記により作製したパルス発生用コンデンサＡを温度槽内に設置し、ブレークオーバー電圧１５０Ｖの半導体のスイッチ２３と４００Ｗ水銀灯安定器（入力電圧：２２０Ｖ、６０Ｈｚ）２４とを直列に接続した回路を１００Ｖ、６０Ｈｚの交流電源２５に接続して構成した。そして、発生パルス電圧は、パルス発生用コンデンサＡと半導体のスイッチ２３の直列回路の端子間に接続したオシロスコープ２６により測定した。
【００４１】
次に、絶縁抵抗計を用い、１００Ｖの直流電圧を２分間印加して、コンデンサの絶縁抵抗を測定し、誘電体磁器の体積抵抗率ρを計算した。
【００４２】
また、高温、還元雰囲気下での特性の経時変化を測定するために、コンデンサを、４００℃、１×１０−５ｔｏｒｒ、水素濃度０．５％とした真空槽内に１０００時間放置したのち、第７図に示すパルス発生・測定回路で、室温（２０℃）での発生パルス電圧を測定した。絶縁抵抗についても測定し、体積抵抗率ρを求めた。
【００４３】
また、高温負荷試験として、直径１８ｍｍ、厚み０．６ｍｍの非直線性誘電体磁器の両主面に直径１７ｍｍの銀電極を焼き付けた試料を用意し、１２５℃の恒温槽中で１００Ｖの直流電圧を２４０時間印加した後のパルス電圧を、第７図に示すパルス発生・測定回路で測定した。
【００４４】
さらに、交流破壊試験として、直径１８ｍｍ、厚み０．６ｍｍの非直線性誘電体磁器の両主面に直径１４ｍｍの銀電極を焼き付けた試料を用意し、シリコンオイル中で、６０Ｈｚの交流を１００Ｖｒｍｓ／秒で昇圧印加し、試料が絶縁破壊したときの電圧（交流絶縁破壊電圧値）を測定した。
以上の各試験の結果を、表２に合わせて示す。
【００４５】
【表２】
0003606079.tif 000003
【００４６】
表１、表２から明かなように、本発明の非直線性誘電体磁器を用いたパルス発生用コンデンサであって、化学式（Ｂａ１−ｘ−ｙ−ｚＳｒｘＣａｙＭｇｚＯ）ｍ・（Ｔｉ１−ｏ−ｐＺｒｏＨｆｐ）Ｏ２（ただし、０≦ｘ≦０．０５、０≦ｙ≦０．０２、０≦ｚ≦０．００５、０．９９５≦ｍ≦１．０２、０≦ｏ≦０．１２、０≦ｐ≦０．１２、０．０３５≦ｏ＋ｐ≦０．１２）で表わされるチタン酸バリウム系化合物を主成分とし、副成分として耐還元性酸化物ガラスを含有する誘電体磁器を用いたものは、−４０℃〜５０℃での温度範囲で１．８ｋＶ以上と高い発生パルス電圧値を示す。しかも、高温、還元雰囲気下に曝されても、絶縁抵抗が低下せず、その発生パルス電圧値が低下しない。さらに、交流絶縁破壊電圧値が６ｋＶｒｍｓ／ｍｍ以上と高い。
【００４７】
ここで、化学式（Ｂａ１−ｘ−ｙ−ｚＳｒｘＣａｙＭｇｚＯ）ｍ・（Ｔｉ１−ｏ−ｐＺｒｏＨｆｐ）Ｏ２で表わされるチタン酸バリウム系化合物を主成分とし、副成分として耐還元性酸化物ガラスを含有する非直線性誘電体磁器の組成の好ましい限定理由について以下に説明する。
【００４８】
試料番号１のように、耐還元性酸化物ガラスの含有量が、チタン酸バリウム系化合物に対してゼロの場合は、高温、還元雰囲気下に曝されることにより、誘電体磁器が還元され、絶縁抵抗が低下して、パルス電圧が極端に低下するため好ましくない。また、試料番号２、３のように、耐還元性酸化物ガラスの含有量が、チタン酸バリウム系化合物に対して０．８重量部より多い場合は、パルス電圧が１．８ｋＶを超えなくなる。耐還元性酸化物ガラスの含有量に関しては、試料番号１１、１２のように、０．００５重量部という微量でも良好な効果が認められるが、好ましくは、０．０１〜０．２重量部含有することにより、さらに良好な効果が認められる。
【００４９】
試料番号４のように、Ｓｒ量ｘが０．０５を超える場合は、５０℃でのパルス電圧が１．８ｋＶを超えなくなる。Ｓｒ量ｘを０．０５以下の範囲とすることで、発生パルス電圧を高めることができる。
【００５０】
また、試料番号５のように、Ｃａ量ｙが０．０２を超える場合は、発生パルス電圧が低くなる。Ｃａ量ｙを０．０２以下の範囲で含有させることにより、高温、還元雰囲気下での発生パルス電圧の低下を防止できる。また、試料番号６のように、Ｍｇ量ｚが０．００５を超える場合は、発生パルス電圧が１．８ｋＶを超えなくなる。Ｍｇ量を０．００５以下の範囲で含有させることにより、耐還元性が向上し、高温、還元雰囲気下での発生パルス電圧の低下が起こりにくくなる。
【００５１】
さらに、試料番号７のように、Ｚｒ量ｏ、Ｈｆ量ｐの総和ｏ＋ｐが０．０３５未満の場合は、発生パルス電圧が低くなる。一方、試料番号８のように、Ｚｒ量ｏ、Ｈｆ量ｐの総和ｏ＋ｐが０．１２を超える場合は、発生パルス電圧値が１．８ｋＶを超えなくなる。
【００５２】
試料番号９のように、モル比ｍが０．９９５未満の場合は、高温、還元雰囲気下に曝されたときに、誘電体磁器が還元され、絶縁抵抗が低下して、発生パルス電圧が極端に低下する。また、交流破壊電圧値も６ｋＶ／ｍｍを超えない。一方、試料番号１０のように、モル比ｍが１．０２を超える場合は、発生パルス電圧が低くなる。
【００５３】
（実施例２）
実施例１と同様にして、（Ｂａ０．９５８Ｓｒ０．０３Ｃａ０．０１Ｍｇ０．００２Ｏ）１．００３・（Ｔｉ０．９２Ｚｒ０．０６Ｈｆ０．０２）Ｏ２の組成式で表わされるチタン酸バリウム系化合物の原料を準備した。これに、表３に示す組成および量の、１２００〜１５００℃で加熱して作製した、平均粒径１μｍ以下のＬｉ２Ｏ−（Ｓｉ、Ｔｉ）Ｏ２−ＭＯ系（ただし、ＭＯはＡｌ２Ｏ３およびＺｒＯ２から選ばれる少なくとも１種）の第１の耐還元性酸化物ガラスを添加して、表４に示す焼成温度で、その他は実施例１と同様にして、パルス発生用コンデンサを作製した。なお、作製したパルス発生用コンデンサの寸法形状は実施例１と同様である。
【００５４】
次に、実施例１と同様にして、発生パルス電圧、体積抵抗率および交流絶縁破壊電圧を求めた。その結果を表４に示す。
【００５５】
【表３】
0003606079.tif 000004
【００５６】
【表４】
0003606079.tif 000005
【００５７】
表３および表４から明らかなように、ｘＬｉ２Ｏ−ｙ（ＳｉｗＴｉ１−ｗ）Ｏ２−ｚＭＯ（ただし、ＭＯはＡｌ２Ｏ３およびＺｒＯ２から選ばれる少なくとも１種、また、ｘ、ｙおよびｚはモル％であり、ｗは０．３０≦ｗ≦１．０の範囲内）系の第１の耐還元性酸化物ガラスにおいて、その組成比（ｘ、ｙ、ｚ）が、添付図１に示す３元組成図において、点Ａ（２０、８０、０）、点Ｂ（１０、８０、１０）、点Ｃ（１０、７０、２０）、点Ｄ（３５、４５、２０）、点Ｅ（４５、４５、１０）、点Ｆ（４５、５５、０）を結ぶ多角形の線上（ただし、直線Ａ−Ｆ上の場合は、ｗは０．３≦ｗ＜１．０の範囲内）または内部の領域の組成（試料番号１０１〜１１２、１１８および１２０）のものは、発生パルス電圧が１．８ｋＶを超え、しかも高温、還元雰囲気下に曝されても発生パルス電圧の低下が起こりにくい。
【００５８】
これに対して、Ｌｉ２Ｏ−（ＳｉｗＴｉ１−ｗ）Ｏ２−ＭＯ系の耐還元性酸化物ガラスが上記組成範囲外の場合は、試料番号１１３〜１１７、１１９、１２１および１２２のように、焼結不足となるか、パルス電圧が１．８ｋＶを超えず、交流絶縁破壊電圧値も６ｋＶ／ｍｍを超えない。
【００５９】
（実施例３）
実施例１と同様にして、（Ｂａ０．９５８Ｓｒ０．０３Ｃａ０．０１Ｍｇ０．００２Ｏ）１．００３・（Ｔｉ０．９２Ｚｒ０．０６Ｈｆ０．０２）Ｏ２の組成式で表わされるチタン酸バリウム系化合物の原料を準備した。これに、表５に示す組成および量の、１２００〜１５００℃で加熱して作製した、平均粒径１μｍ以下のＳｉＯ２−ＴｉＯ２−ＸＯ系（ただし、ＸＯはＢａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＭｇＯ、ＺｎＯおよびＭｎＯのうちの少なくとも１種）の第２の耐還元性酸化物ガラスを添加して、表６に示す焼成温度で、その他は実施例１と同様にして、パルス発生用コンデンサを作製した。なお、作製したパルス発生用コンデンサの寸法形状は実施例１と同様である。
【００６０】
次に、実施例１と同様にして、発生パルス電圧、体積抵抗率および交流絶縁破壊電圧を求めた。その結果を表６に示す。
【００６１】
【表５】
0003606079.tif 000006
【００６２】
【表６】
0003606079.tif 000007
【００６３】
表５および表６から明らかなように、ｘＳｉＯ２−ｙＴｉＯ２−ｚＸＯ（ただし、ＸＯはＢａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＭｇＯ、ＺｎＯおよびＭｎＯから選ばれる少なくとも１種、また、ｘ、ｙおよびｚはモル％）系の第２の耐還元性酸化物ガラスにおいて、その組成比（ｘ、ｙ、ｚ）が、添付図２に示す３元組成図において、点Ａ（８５、１、１４）、点Ｂ（３５、５１、１４）、点Ｃ（３０、２０、５０）、Ｄ（３９、１、６０）を結ぶ多角形の線上または内部の領域の組成（試料番号２０１〜２１６）のものは、発生パルス電圧が１．８ｋＶ以上と高く、しかも高温、還元雰囲気下に曝されても発生パルス電圧の低下が起こりにくい。
【００６４】
これに対して、ＳｉＯ２−ＴｉＯ２−ＸＯ系の耐還元性酸化物ガラスが上記組成範囲外の場合は、試料番号２１７〜２２５に示すようにパルス電圧が１．８ｋＶを超えず、交流絶縁破壊電圧値も６ｋＶ／ｍｍを超えない。
【００６５】
また、試料番号２１１および２１２のように、ＳｉＯ２−ＴｉＯ２−ＸＯ系の酸化物ガラスに、Ａｌ２Ｏ３および／またはＺｒＯ２を含有させることで、１．８ｋＶを超えるパルス電圧を発生するパルス発生用コンデンサが得られるが、試料番号２２１および２２２のように、Ａｌ２Ｏ３含有量として１５重量部またはＺｒＯ２含有量として５重量部を超えるとパルス電圧は極端に低くなる。
【００６６】
また、試料番号２１３〜２１６のように、ＳｉＯ２−ＴｉＯ２−ＸＯ系の酸化物ガラスに、Ｌｉ２Ｏおよび／またはＢ２Ｏ３を含有させることで、１．８ｋＶを超えるパルス電圧を発生するパルス発生用コンデンサが得られるが、試料番号２２４および２２５のように、Ｌｉ２Ｏ含有量およびＢ２Ｏ３含有量の合計がＳｉＯ２−ＴｉＯ２−ＸＯ系の耐還元性酸化物ガラス１００重量部に対して２０重量部を超えるとパルス電圧は１．８ｋＶを超えなくなる。
【００６７】
（実施例４）
実施例１と同様の方法で、（Ｂａ０．９５８Ｓｒ０．０３Ｃａ０．０１Ｍｇ０．００２Ｏ）１．００３・（Ｔｉ０．９２Ｚｒ０．０６Ｈｆ０．０２）Ｏ２の組成式で表されるチタン酸バリウム系化合物の原料、０．２５Ｌｉ２Ｏ−０．６５（０．３０ＴｉＯ２・０．７０ＳｉＯ２）−０．１０Ａｌ２Ｏ３（モル比）で表される第１の耐還元性酸化物ガラスおよび０．６６ＳｉＯ２−０．１７ＴｉＯ２−０．１５ＢａＯ−０．０２ＭｎＯ（モル比）で表される第２の耐還元性酸化物ガラスを準備した。
【００６８】
次に、純度９９％以上のＣｏＯ、ＭｎＣＯ３、ＮｉＯ、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３の金属酸化物を準備した。
【００６９】
次に、上記チタン酸バリウム系化合物の原料に、上記第１および第２の耐還元性酸化物ガラスおよび金属酸化物を表７に示す組成になるように添加し、表８に示す焼成温度で、その他は実施例１と同様にして、パルス発生用コンデンサを作製した。作製したパルス発生用コンデンサの外形寸法は、実施例１と同様である。
【００７０】
次に、実施例１と同様にして、発生パルス電圧、体積抵抗率および交流絶縁破壊電圧を求めた。その結果を表８に示す。
【００７１】
【表７】
0003606079.tif 000008
【００７２】
【表８】
0003606079.tif 000009
【００７３】
表７および表８から明らかなように、チタン酸バリウム系化合物１００モルに対して、Ｍｎ、ＮｉおよびＣｏから選ばれる少なくとも１種の元素の酸化物、または、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、ＹｂおよびＹから選ばれる少なくとも１種の元素の酸化物を０．５モル以下含有させることにより、試料番号３０７〜３１８のように、発生パルス電圧が１．８ｋＶ以上と高く、しかも高温、還元雰囲気下に曝されても発生パルス電圧の低下が起こりにくいという好ましい結果が得られる。
【００７４】
これに対して、試料番号３０２、３０５のように、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、ＹｂおよびＹのから選ばれる少なくとも１種の元素の酸化物の含有量が、チタン酸バリウム系化合物１００モルに対して０．５モルを超えると、高温におけるパルス電圧が１．８ｋＶを超えなくなる。
【００７５】
また、試料番号３０１、３０４のように、Ｍｎ、ＮｉおよびＣｏから選ばれる少なくとも１種の元素の酸化物の含有量が、チタン酸バリウム系化合物１００モルに対して０．５モルを超えると、室温でのパルス電圧が低くなる。また、高温負荷による経時変化が大きくなる。
【００７６】
さらに、試料番号３０３、３０６のように、チタン酸バリウム系化合物１００重量部に対して、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、ＹｂおよびＹのから選ばれる少なくとも１種の元素の酸化物の含有量、ならびに、Ｍｎ、ＮｉおよびＣｏから選ばれる少なくとも１種の元素の酸化物の含有量の総量が１．０重量部を超えると、室温および高温のパルス電圧が１．８ｋＶを超えなくなる。
【００７７】
（実施例５）
本発明の範囲内のものである、実施例４の試料番号３１０のパルス発生用コンデンサを用意し、このコンデンサＡを外球内に入れた、高圧蒸気放電灯としての高圧ナトリウムランプを作製した。
【００７８】
比較例として、本発明の範囲外のものである、実施例１の試料番号１のパルス発生用コンデンサを用意し、このコンデンサＢを外球内に入れた高圧ナトリウムランプを作製した。
【００７９】
さらに、他の比較例として、このコンデンサＢを外球内に入れ、同時に、Ｚｒ／Ａｌ＝８７／１３（重量比）の組成比からなる水素吸着ゲッターを外球内に設けた高圧ナトリウムランプも作製した。
【００８０】
次に、これらの高圧ナトリウムランプについて、点灯試験をおこなった。なお、点灯に使用した安定器は、４００Ｗの高圧水銀ランプ用安定器（入力電圧２２０Ｖ、６０Ｈｚ）であり、点灯サイクルは１０時間点灯／１時間消灯である。
【００８１】
図８にランプ点灯時間による発生パルス電圧の変化を示す。図８から明らかのように、本発明の高圧蒸気放電灯では、パルス電圧はほとんど変化していないのに対して、比較例の高圧ナトリウムランプは、水素吸着ゲッターを設置しても、パルス電圧は時間とともに低下している。
【００８２】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明の非直線性誘電体磁器を用いたパルス発生用コンデンサは、耐還元性を有し、かつ広い温度範囲にわたって急峻なＤ−Ｅヒステリシス特性を示す。また、広い温度範囲にわたり高いパルス電圧を発生することができ、高温・高真空下に曝され、さらには還元雰囲気中に曝されても、特性が劣化することがない。また、本発明のパルス発生用コンデンサは、絶縁ガラスで完全に被覆する必要がないので、被覆ガラスによって特性が劣化するようなことがない。さらに、コンデンサ自体の交流絶縁破壊電圧が高い。
【００８３】
従って、本発明のパルス発生用コンデンサを始動器に用いて、点灯特性に優れた、高圧ナトリウムランプのような高圧蒸気放電灯を得ることができる。特に、始動器を放電灯の外球に内蔵する始動器内蔵型の高圧蒸気放電灯に使用することができ、外球内に水素吸着用ゲッターを設置する必要がないことから、安価な始動器内蔵型の高圧蒸気放電灯を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｌｉ２Ｏ−（Ｓｉ，Ｔｉ）Ｏ２−ＭＯ系の耐還元性酸化物ガラスの３元組成図である。
【図２】ＳｉＯ２−ＴｉＯ２−ＸＯ系の耐還元性酸化物ガラスの３元組成図である。
【図３】本発明のコンデンサに用いる非直線性誘電体磁器の、Ｄ−Ｅヒステリシス特性図の一例である。
【図４】本発明のパルス発生用コンデンサの一例を示す断面図である。
【図５】本発明の高圧蒸気放電灯の一例を示す断面図である。
【図６】図５に示す高圧蒸気放電灯を含む点灯回路図である。
【図７】パルス発生・測定回路図である。
【図８】パルス発生用コンデンサの、ランプ点灯時間と発生パルス電圧の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
Ａ        パルス発生用コンデンサ
１      非直線性誘電体磁器
２      電極
３      絶縁ガラス
４      リード端子
５      導電性接着材
Ｂ      高圧蒸気放電灯
１１      発光管
１２      外球
１３      半導体のスイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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