(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電安定素子および比較的波高値は低いが時間幅の大きな第１のパルス電圧を少なくとも高圧放電灯の始動時に発生する第１の高電圧発生手段を含み、入力端が電源に接続され、出力端から高圧放電灯に対して点灯に必要な電力および第１のパルス電圧を供給するように構成された安定器と；
放電灯に印加される第１のパルス電圧を検出し、かつ、これを微分する微分手段およびこの手段の微分出力により作動を開始して第１のパルス電圧より波高値が高いが時間幅は小さく、かつ第１のパルス電圧に対して所定位相遅れた第２のパルス電圧を少なくとも高圧放電灯の始動時に発生する高圧パルス発生器を含み、第２のパルス電圧を高圧放電灯に印加するように高圧放電灯の近傍に配設される第２の高電圧発生手段と；
を具備していることを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
【請求項２】
請求項１記載の高圧放電灯点灯装置と；
高圧放電灯点灯装置により点灯される高圧放電灯と；
を具備していることを特徴とする高圧放電灯装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の高圧放電灯点灯装置と；
照明器具本体と；
照明器具本体に配設され、高圧放電灯点灯装置により始動および点灯される高圧放電灯と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は高圧放電灯を容易に再始動できるようにした高圧放電灯点灯装置、高圧放電灯装置および照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高圧放電灯を容易に再始動できるようにした高圧放電灯点灯装置として図１２に示す回路が知られている。このものは高圧放電灯１２１を始動させる高電圧パルス発生装置１２２を、相対的にピーク値が高く幅の狭い第１のパルス電圧を発生する第１のトランス１２３と、相対的にピーク値が低く幅の広い第２のパルス電圧を発生する第２のトランス１２４と、各トランスの１次巻線１２３ａ、１２４ｂにパルス電圧を入力するパルス発生回路１２５とを備え、かつ各トランスの１次巻線１２３ａ、１２４ａを直列接続するとともに、２次巻線１２３ｂ、１２４ｂの発生電圧を放電灯１２１に印加するように構成されている。
【０００３】
この従来技術では、高圧放電灯１２１の再始動時に第１のパルス電圧により高圧放電灯１２１にグロー放電を生起させ、第２のパルス電圧によりさらにアーク放電に転移させるようにして、高圧放電灯１２１の再始動を確実に行わせるようにしている。なお、１２６は安定器である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、第１および第２のパルス電圧により高圧放電灯を瞬時に、しかも確実に再始動させるができ、そのうえパルストランスが小形でよいという特徴がある。
【０００５】
しかし、第１および第２のトランスを、その１次巻線１２３ａ、１２４ａを直列接続する関係で、高電圧パルス発生装置１２２として隣接位置に配置する必要がある。このことはまた、高電圧パルス発生装置１２２として一体的に構成したものを要求することになり、従って第１および第２のパルス電圧をそれぞれ発生する回路手段を互いに分離したい場合、例えば市販のイグナイタ内蔵形安定器をそのイグナイタを第２のパルス電圧を発生する回路手段として利用したい場合に適合できないという問題がある。
【０００６】
本発明は、比較的波高値は低いが時間幅の大きな第１のパルス電圧を発生する第１の高電圧発生手段と、比較的波高値は高いが時間幅の小さな第２のパルス電圧を発生する第２の高電圧発生手段とを分離して配設できるようにした高圧放電灯点灯装置、高圧放電灯装置および照明装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、放電安定素子および比較的波高値は低いが時間幅の大きな第１のパルス電圧を少なくとも高圧放電灯の始動時に発生する第１の高電圧発生手段を含み、入力端が電源に接続され、出力端から高圧放電灯に対して点灯に必要な電力および第１のパルス電圧を供給するように構成された安定器と；放電灯に印加される第１のパルス電圧を検出し、かつ、これを微分する微分手段およびこの手段の微分出力により作動を開始して第１のパルス電圧より波高値が高いが時間幅は小さく、かつ第１のパルス電圧に対して所定位相遅れた第２のパルス電圧を少なくとも高圧放電灯の始動時に発生する高圧パルス発生器を含み、第２のパルス電圧を高圧放電灯に印加するように高圧放電灯の近傍に配設される第２の高電圧発生手段と；を具備している高圧放電灯点灯装置を特徴としている
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１記載の高圧放電灯点灯装置と；高圧放電灯点灯装置により点灯される高圧放電灯と；を具備している高圧放電灯装置を特徴としている。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１または２記載の高圧放電灯点灯装置と；照明器具本体と；照明器具本体に配設され、高圧放電灯点灯装置により始動および点灯される高圧放電灯と；を具備している照明装置を特徴としている。
【００１４】
【作用】
請求項１の発明では、電源が投入されると、まず第１の高電圧発生手段が作動を開始して所定位相において第１のパルス電圧を発生し、高圧放電灯に印加される。この第１のパルス電圧は、比較的波高値は低いが時間幅の大きなパルスである。一方、第１のパルス電圧は第２の高電圧発生手段の微分手段により微分される。そして、その微分出力に同期して第２の高電圧発生手段がパルス発生動作を開始し、第１のパルス電圧に対して所定位相遅れた第２のパルス電圧を発生し、高圧放電灯に印加される。この第２のパルス電圧は、第１のパルス電圧より波高値は高いが時間幅は小さい。そうして、高圧放電灯は放電空間が第２のパルス電圧により絶縁破壊されてグロー放電が生起され、次いで第１のパルス電圧の印加により充分なエネルギーが供給されるため、グロー放電からアーク放電に転移し、始動または再始動が確実に行われる。さらに第２の高電圧発生手段が高圧放電灯の近傍に配設されるため、第２のパルス電圧の伝送距離が短い。第２のパルス電圧は第１のパルス電圧に比較して高次の高周波成分を多く含むため、伝送において減衰しやすいが、上記のように距離が短いので、減衰は少ない。
【００１８】
請求項２の発明では、請求項１記載の放電灯点灯装置の作用に加えて、高圧放電灯を含む高圧放電灯装置として作用する。
【００１９】
請求項３の発明では、請求項１または２記載の放電灯点灯装置の作用に加えて、照明装置として作用する。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は、本発明の概念を説明する回路ブロック図である。図において１１は交流電源、１２は安定器、１３は第１の高電圧発生手段、１４は安定器の出力線路、１５は第２の高電圧発生手段、１６は高圧放電灯、１８は照明器具本体である。高圧放電灯としてはメタルハライドランプが最も好適であるが、必要に応じて高圧ナトリウムランプ、高圧水銀ランプ等にも適用することができる。安定器１２は放電安定素子１２ａを有していて、出力端から出力線路１４を経て高圧放電灯にその点灯に必要な電力を供給するように構成されている。第１の高電圧発生手段１３は図のように安定器１２に内蔵されていても別体であってもよい。第２の高電圧発生手段１５は微分手段１５ａを備えていて、かつ第１の高電圧発生手段１３とは離間していて、例えば高圧放電灯１６の近傍に配設される。なお、１５ｂは高圧パルス発生器である。第１および第２の高電圧発生手段１３、１５は電源投入中連続して動作してもよいが、必要に応じて電源投入後一定時間のみ作動するように図示しないタイマによって制御することができる。また、高圧放電灯の点灯を検出して第１および第２の高電圧発生手段１３、１５の動作を自動的に停止させるように構成してもよい。
【００２２】
安定器１２、第１の高電圧発生手段１３および第２の高電圧発生手段１５により高圧放電灯点灯装置が構成され、またこれに高圧放電灯１６を加えて高圧放電灯装置が構成され、さらにこれらに照明器具本体１８が加わって照明装置が構成される。ここで照明器具本体とは高圧放電灯を収納するハウジング、ランプソケット、反射板やプリズムなどの制光手段などの照明器具として機能するために必要な一切の構成を包含する。
【００２３】
次に、図１０および１１を参照しながら作用を説明する。図１０は図１における各部の電圧波形図である。図１１は第１および第２のパルス電圧の合成波形図である。電源１１を投入すると、安定器１２の入力端に図１０のＶに示す電源電圧が印加される。これに伴い安定器１２の２次開放電圧が第１および第２の高電圧発生手段１３、１５を介して高圧放電灯１６に印加される。なお、この状態では高圧放電灯は始動することができない。しかし、第１の高電圧発生手段１３は電源の投入により作動を開始し、所定位相で第１のパルス電圧が図１０のＰ１のように発生し、第１のパルス電圧は出力線路１４を介して高圧放電灯１６および第２の高電圧発生手段１５に印加される。
【００２４】
第１のパルス電圧は、比較的波高値は低いが時間幅が大きく、従ってエネルギーが大きい。その波高値は３００Ｖ〜６ＫＶ例えば３ＫＶに、時間幅は３マイクロ秒〜１ミリ秒例えば１００マイクロ秒に、また周期は１０〜２０ミリ秒例えば１０ミリ秒に、それぞれ選定される。
【００２５】
第２の高電圧発生手段１５に第１のパルス電圧が印加されると、その微分手段１５ａが作動し、図１０に示す微分出力電圧Ｖｄを発生する。この微分電圧Ｖｄを受け、これと同期して高圧パルス発生器１５ｂが作動を開始するため、第２のパルス電圧Ｖ２が所定位相において発生する。
【００２６】
第２のパルス電圧は比較的波高値は高いが時間幅は小さく、従ってエネルギーが小さい。波高値は１０ＫＶ以上例えば５０ＫＶに、時間幅は０．０１〜０．５マイクロ秒例えば０．１マイクロ秒に、また周期は１０〜２０ミリ秒例えば１０ミリ秒に、それぞれ選定される。
【００２７】
ところで、第２のパルス電圧発生時点において、第１のパルス電圧Ｐ１が継続しているから、両パルス電圧Ｖ１、Ｖ２は図１１に示すように重畳されて高圧放電灯１６に印加される。なお、図１１は図１０より時間軸を拡大してある。
【００２８】
その結果、高圧放電灯１６はまず波高値の大きな第２のパルス電圧により容易に絶縁破壊されてグロー放電が発生する。次ぎに比較的時間幅が大きく従ってエネルギーの大きな第１のパルス電圧により充分なエネルギーが供給されてグロー放電からアーク放電に移行する。これらの動作は最初の各パルス電圧の印加で行われる場合もあるが、少なくとも何回か繰り返し印加するうちに上記のように動作する。このため、高圧放電灯は容易に始動または再始動し、さらに瞬時に再始動するようにすることも可能である。
【００２９】
第２の高電圧発生手段１５は以上説明したように構成されているため、第１および第２の高電圧発生手段１３、１５は互いに離間していても確実に同期して電源電圧の所定位相において第１のパルス電圧および第２のパルス電圧を高圧放電灯１６に印加することができる。
【００３０】
図２は本発明の第１の実施例を示す回路図である。本実施例は、安定器１２および第１の高電圧発生手段１３の実施例を示す。安定器１２の放電安定素子１２ａがシングルチョークコイルからなる。なお、１２ｂは安定器１２の入力端間に並列接続された力率改善用コンデンサである。第１の高電圧発生手段１３は、インダクタ１３ａ、スイッチング手段１３ｂおよびコンデンサ１３ｃの直列回路からなり、インダクタ１３ａをシングルチョークコイルに電磁結合させてある。なお、スイッチング手段１３ｂは２端子のものの他に３端子でトリガ回路を付設したものに置換してもよい。
【００３１】
本実施例の作用について説明する。安定器１２は昇圧作用がないから、２００Ｖ電源用に好適である。交流電源が印加されると、スイッチング手段１３ｂが所定位相でオンする。これにより、コンデンサ１３ｃの充電電流がインダクタ１３ａを流れると、その両端にパルス電圧が生じ、さらにシングルチョークコイルに昇圧されて、所望の第１のパルス電圧を発生させることができる。
【００３２】
図３は本発明の第２の実施例を示す回路図である。本実施例は、第２の高電圧発生手段１５の第１の実施例を示す。微分手段１５ａは、安定器１２の出力線路１４間に接続されたコンデンサ１５ａ１および昇圧トランスの１次巻線１５ａ２の直列回路からなる。高電圧発生器１５ｂは、コンデンサ１５ｂ１、パルストランス１５ｂ２の１次巻線および複数のエアギャップ１５ｂ３の直列回路と、２次巻線をコンデンサ１５ｂ１の両端間に接続し、１次巻線を出力線路１４の共通側および電源線路１７の間に接続した昇圧トランス１５ｂ４とからなり、パルストランス１５ｂ２の２次巻線は出力線路１４の他方と直列に接続されている。微分手段１５ａの昇圧トランスの２次巻線はエアギャップ１５ｂ３の中間に接続している。
【００３３】
本実施例の作用について説明する。出力線路１４間に第１のパルス電圧が印加されると、前述のように微分手段１５ａが作動して微分出力が発生する。一方、出力線路１４の共通側と電源線路１７との間に電源が印加されることによって、昇圧トランス１５ｂ４を介してコンデンサ１５ｂ１が充電されている。エアギャップ１５ｂ３がオンしない状態ではコンデンサ１５ｂ１は放電できない。
【００３４】
微分出力が発生すると、エアギャップ１５ｂ３がオンする。これにより、コンデンサ１５ｂ１の電荷がパルストランス１５ｂ２の１次巻線を介して放電するため、パルストランス１５ｂ２の２次巻線に第２のパルス電圧が発生し、出力線路１４に送出される。
【００３５】
図４は本発明の第３の実施例を示す回路図である。本実施例は、安定器１２および第１の高電圧発生手段１３の他の実施例を示す。安定器１２の放電安定素子１２ａを漏洩トランスにより構成している。２次巻線は絶縁形であるが、要すれば非絶縁形でもよい。力率改善コンデンサ１２ｂは漏洩トランスの１次巻線の延長巻線に接続しているので、コンデンサの容量を小さくすることができる。第１の高電圧発生手段１３の回路構成は図２と同様であるが、安定器との結合を強くするため、２次巻線と重ねて、または隣接して巻回してある。なお、図２と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００３６】
本実施例は安定器に昇圧作用があるので、電源電圧１００Ｖ用に好適している。その他の作用は図２と同様である。
【００３７】
図５は本発明の第４の実施例を示す回路図である。本実施例は、安定器１２および第１の高電圧発生手段１３の他の実施例を示す。安定器１２は図２とほぼ同じであるが、第１の高電圧発生手段１３は出力線路１４間に接続した点灯管によって構成されている。なお、要すれば雑音防止コンデンサ１２ｃを接続してもよい。
【００３８】
本実施例の作用について説明する。電源が投入されると、点灯管１３が作動し、やがてその接点がオンする。暫くすると点灯管１３が再びオフする。その瞬間に安定器の放電安定素子１２ａに蓄積されていた電磁エネルギーにより第１のパルス電圧が発生する。
【００３９】
図６は本発明の第５の実施例を示す回路図である。本実施例は、第２の高電圧発生手段１５の他の実施例を示す。第１の実施例との対比において複数のエアギャップ１５ｂ３を３極のエアギャップ１５ｂ５に変更した点が相違している。微分手段１５ａ１の出力端子はエアギャップ１５ｂ５の制御極に接続している。その他の構成は図３と同一なので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００４０】
本実施例の作用は図３のそれと実質的に同じである。
【００４１】
図７は本発明の第６の実施例を示す回路図である。本実施例は、微分手段の第２の例を示す。微分手段はＣＲ微分形であり、コンデンサ１５ａ１および抵抗器１５ａ３の直列回路の中間接続点に昇圧トランス１５ａ２の１次巻線を接続して構成されている。その作用は図３のものと本質的に相違がないので、説明は省略する。
【００４２】
図８は本発明の第７の実施例を示す回路図である。本実施例は、微分手段の第３の例を示す。微分手段はＬＲ微分形であり、抵抗器１５ａ４と昇圧トランス１５ａ２を直結して構成されている。その作用は図３のものと本質的に相違がないので、説明は省略する。なお、抵抗器をコンデンサに替えてもよい。
【００４３】
図９は本発明の第８の実施例を示す回路図である。本実施例は第２の高電圧発生手段の他の実施例を示す。エアギャップに替えて半導体スイッチング手段１５ｂ５を使用し、またコンデンサ１５ｂ１の両端間に高圧直流電源１５ｂ６を接続している。なお、第２の高電圧発生手段のコンデンサ１５ｂ１の充電方式として、多段倍電圧整流回路、インバータ＋昇圧トランス、弛張発振回路＋昇圧トランス等の変形例が許容される。
【００４４】
また、第１の高電圧発生手段の配設位置は安定器内蔵に限定されない。安定器に外付けしてもよいし、安定器とは分離して例えば出力線路１４間に接続してもよい。第２の高電圧発生手段の配設位置は高圧放電灯の近傍例えば照明器具本体内蔵が効果的であるが、本発明はこれに限定されないで、照明器具本体の近傍または照明器具本体に外付けしてもよい。第１及び第２の高電圧発生手段は互いに離間していればよい。
【００４５】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、第２の高電圧発生手段は微分手段を備え、微分出力に同期して作動するように構成されているので、第１および第２の高電圧発生手段は互いに離間していても第２の高電圧発生手段は第１のパルス電圧を微分してから作動して効果的な所定位相時に第２のパルス電圧を発生し、したがって高圧放電灯を容易に始動または再始動させ、要すれば瞬時に再始動するようにすることもでき、第２の高電圧発生手段は高圧放電灯の近傍に配設されるので、上記に加えて高周波成分が多いいために減衰しやすい第２のパルス電圧の減衰を少なくすることができる。
【００５０】
請求項２の発明によれば、請求項１記載の効果を有する高圧放電灯装置を提供することができる。
【００５１】
請求項３の発明によれば、請求項１または２記載の効果を有する照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概念を示す回路ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施例を示す回路図である。
【図３】本発明の第２の実施例を示す回路図である。
【図４】本発明の第３の実施例を示す回路図である。
【図５】本発明の第４の実施例を示す回路図である。
【図６】本発明の第５の実施例を示す回路図である。
【図７】本発明の第６の実施例を示す回路図である。
【図８】本発明の第７の実施例を示す回路図である。
【図９】本発明の第８の実施例を示す回路図である。
【図１０】本発明の各部電圧波形図である。
【図１１】本発明の第１および第２のパルス電圧波形図である。
【図１２】従来例を示す回路図である。
【符号の説明】
１２…安定器
１３…第１の高電圧発生手段
１５…第２の高電圧発生手段
１６…高圧放電灯
１８…照明器具本体
【図１】
0003690530.tif 000002
【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】
0003690530.tif 000008
【図８】
0003690530.tif 000009
【図９】
0003690530.tif 000010
【図１０】
0003690530.tif 000011
【図１１】
0003690530.tif 000012
【図１２】
0003690530.tif 000013