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Title:
LIGHTING CIRCUIT, AND DISCHARGE LAMP AND ILLUMINATION DEVICE HAVING THE CIRCUIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/087729
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a lighting circuit, which feeds an electric power to a light emitting tube for emitting a light when discharged, and a light emitting element arranged close to the light emitting tube and having higher luminous-flux rising characteristics than those of the light emitting tube. The lighting circuit comprises a rectifying unit for rectifying an AC electric power inputted, a smoothing unit for smoothing the pulsating electric power rectified in the rectifying unit, into a DC electric power, an inverter unit for converting the DC electric power smoothed in the smoothing unit, into an AC electric power thereby to feed the converted AC electric power to the light emitting tube, a reverse-current suppressing element interposed in an electric power passage between the rectifying unit and the smoothing unit, for suppressing the back flow of the smoothed DC electric power to the side of the rectifying unit, a first electric power passage connected with the electric power passage between the rectifying unit and the reverse-current suppressing element, for feeding the pulsating electric power to the light emitting element, and a lighting control unit for controlling the switching of the first electric power passage.

Inventors:
TAKAHASHI AKIRA
GYOTEN MASAYOSHI
Application Number:
PCT/JP2008/003918
Publication Date:
July 16, 2009
Filing Date:
December 24, 2008
Export Citation:
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Assignee:
PANASONIC CORP (JP)
TAKAHASHI AKIRA
GYOTEN MASAYOSHI
International Classes:
H05B37/02; F21S2/00; F21V23/04; H05B41/24; F21Y101/00; F21Y103/02
Foreign References:
JP2007227342A2007-09-06
JPH1197187A1999-04-09
JP2007311317A2007-11-29
Attorney, Agent or Firm:
NAKAJIMA, Shiro (2-1 Toyosaki 3-chome,Kita-ku, Osaka-sh, Osaka 72, JP)
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Claims:
 放電により発光する発光管と、前記発光管に対し近接配置され、前記発光管よりも高い光束立ち上り特性を有する発光体とに対して電力供給を行う点灯回路であって、
 入力された交流電力を整流する整流部と、
 前記整流部において整流された脈流電力を平滑して直流電力とする平滑部と、
 前記平滑部において平滑化された直流電力を交流電力に変換して前記発光管に対し供給するインバータ部と、
 前記整流部と前記平滑部との間の電力流通路中に介挿され、前記平滑された直流電力が前記整流部の側へと逆流するのを抑制する逆流抑制素子と、
 前記整流部と前記逆流抑制素子との間の電力流通路に接続され、前記発光体に対して前記脈流電力を供給するための第1電力流通路と、
 前記第1電力流通路の開閉を制御する点灯制御部とを備える
 ことを特徴とする点灯回路。
 前記逆流抑制素子と前記インバータ部との間の電力流通路に接続され、前記点灯制御部に対し制御用電力を供給するための第2電力流通路を備える
 ことを特徴とする請求項1に記載の点灯回路。
 前記整流部と前記平滑部との間は、2線式の電力流通路で接続されており、
 前記逆流抑制素子は、前記整流部と前記平滑部との間の前記2線式の電力流通路の各線に介挿されている
 ことを特徴とする請求項1に記載の点灯回路。
 前記点灯制御部には、タイマーが含まれており、
 前記点灯制御部では、
 前記発光管に前記交流電力が供給され始めた時点で前記タイマーによる計時を開始し、且つ、前記第1電力流通路を閉状態とし、
 前記計時開始から所要時間経過時点で前記タイマーによる計時を終了し、且つ、前記第1電力流通路を開状態とする
 ことを特徴とする請求項1に記載の点灯回路。
 前記タイマーは、コンデンサ素子と抵抗素子とを含む時定数回路で構成されており、前記コンデンサ素子への充電時間および放電時間の何れかをもって前記計時を実行するものであって、
 前記点灯制御部は、第1電力流通路を開閉するFET素子またはバイポーラトランジスタ素子を含み構成されており、前記FET素子またはバイポーラトランジスタ素子における不飽和領域を用い前記第1電力流通路を開状態または閉状態とする
 ことを特徴とする請求項4に記載の点灯回路。
 前記整流部へ入力される交流電力の経路において、前記整流部よりも上流側には、前記発光体の温度に応じて当該経路を開状態とする温度ヒューズが介挿されている
 ことを特徴とする請求項1に記載の点灯回路。
 放電により発光する発光管と、
 前記発光管に対し近接配置された発光体と、
 請求項1の点灯回路とを備える
 ことを特徴とする放電ランプ。
 電力供給対象の一方である前記発光体は、フィラメントが発熱および発光するフィラメント電球である
 ことを特徴とする請求項7に記載の放電ランプ。
 前記発光管は、内方に空間を有する状態で、仮想軸廻りを螺旋状に旋回する2つの旋回部を有する二重螺旋形状を有し、
 前記発光体は、前記発光管の前記内方の空間に対し、前記発光管の外壁と近接する状態で内挿されている
 ことを特徴とする請求項7に記載の放電ランプ。
 前記発光管は、放電路の両端部分の各々に電極を有し、且つ、前記放電路中における前記電極の近傍領域に補助アマルガムを有する
 ことを特徴とする請求項7に記載の放電ランプ。
 前記点灯回路は、ケースで覆われており、
 前記ケースの一端部には、口金が取り付けられている
 ことを特徴とする請求項7に記載の放電ランプ。
 前記発光管は、透光性のグローブで覆われている
 ことを特徴とする請求項7に記載の放電ランプ。
 請求項7の放電ランプを備える
 ことを特徴とする照明装置。
Description:
点灯回路とこれを備える放電ラ プおよび照明装置

 本発明は、放電ランプ用の点灯回路とこ を備える放電ランプおよび照明装置に関す 。

 省エネルギ化促進という社会的要請に応 るべく、照明分野においても、従来一般的 用いられてきた白熱電球に替えて蛍光ラン が用いられるようになっている。蛍光ラン は、白熱電球に比べて高い効率を有し、中 も白熱電球用のソケットにそのまま装着で る電球形蛍光ランプが普及してきている。

 電球形蛍光ランプは、ホルダーに取り付 られた発光管と、当該発光管を点灯駆動す ための点灯回路(電子安定器)とを有し、点 回路がケース内に収納された構造を有する なお、ケースの一端部には、例えばE型の口 が取り付けられている。

 発光管は、屈曲ガラス管の管両端部にフ ラメントコイル電極が気密封止され、屈曲 ラス管の内壁には蛍光体層が形成されてい 。そして、発光管の内部には、253.7[nm]紫外 射物質としての水銀(Hg)と、緩衝ガスとして のネオン(Ne)、アルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)ガ スなどとが主に封入されている。

 点灯回路は、シリーズインバータ方式な に基づくインバータ回路を有し構成されて る。

 ところで、電球形蛍光ランプなどの放電 ンプにおいては、発光管における水銀から 放射紫外線が、発光管内部での水銀蒸気圧 大きく左右され、このために水銀蒸気圧が がった状態での始動直後においては、光束 不足する。特に、効率の向上を図るべく、 電路長が長い二重螺旋形状の発光管を採用 る場合にあっては、周囲の温度が低い状態 は十分な立ち上り光束を確保することがで ない場合がある。

 このような問題の解消を図るために、発 管に隣接させてフィラメント電球を補助的 配し、始動時の一定期間だけフィラメント 球を点灯させるという技術が提案されてい (例えば、特許文献1、2)。このうち、特許文 献2で提案されている回路構成について、図10 を用い説明する。

 図10に示すように、特許文献2で提案され いる電球形蛍光ランプでは、商用電源から 力される交流電力は整流器941で整流され、 滑器942で平滑され、スイッチング・安定器9 43で高周波交流に変換されて発光管910に供給 れる。発光管910には、予熱回路944も接続さ ている。

 また、商用電源からの交流電力の入力経路 なる配線L91、L92には、電球点灯制御器946を して補助電球930に接続されている。このよ な構造を有する電球形蛍光ランプでは、始 時から一定の時間、補助電球930を点灯させ ことにより、発光管910の立ち上り光束を高 ものとすることができる。

特開2000-164174号公報

米国特許5491385号公報

 しかしながら、上記特許文献2をはじめと する従来技術に係る電球形蛍光ランプでは、 発光管に隣接させて補助電球を備える場合に 、回路構成の観点からサイズの小型化、低コ スト化が困難である。即ち、図10に示すよう 、電球点灯制御器946は、配線L91、L92から交 電力の供給を受けているので、電球点灯制 器946が交流電力の電圧変換による影響を受 ないようにするために、直流へと変換する 路(整流および平滑などの回路)を備える必 があり、回路構成が複雑となる。

 また、図10の拡大部分に示すように、上 従来の電球形蛍光ランプでは、電球点灯制 器946におけるサイリスタ素子SCRおよびダイ ードDにより交流電力が半波整流され、この 波整流された電力が補助電球930に供給され 構成とされている。半波整流された電圧は 商用電圧の(1/√2)となり、半波整流電圧専 のフィラメント仕様とした電球を補助電球93 0として用いなければならず、一般に市販さ ているフィラメント仕様の電球を用いるこ ができない。全波整流された電力を補助電 930に供給しようとする場合には、補助電球93 0用として別途整流回路が必要となり、回路 品点数が増加する。即ち、電球点灯制御器94 6にも全波整流回路を内蔵することが必要と る。

 なお、電球点灯制御器946に対して、平滑 942とスイッチング・安定器943との間の配線L 96、L97から電球点灯制御器946に電力を供給し うとする場合には、通常の電球形蛍光ラン で用いられるスイッチング・安定器943では 力が不足することになり、平滑電圧のリッ ルが増加して発光管910の点灯維持が困難と ってしまう。

 本発明は、上記問題を解決しようとなさ たものであって、発光管に近接する発光体 備えることで高い立ち上り光束が得られる 電ランプに対応できるとともに、回路構成 複雑にすることなく補助電球の正確な点灯 御を実現できる放電ランプ用の点灯回路と れを備える放電ランプおよび照明装置を提 することを目的とする。

 本発明は、上記目的を達成するために、 の構成を採用する。

 本発明に係る点灯回路は、放電により発 する発光管と、発光管に対し近接配置され 発光管よりも高い光束立ち上り特性を有す 発光体とに対して電力供給を行う。そして 本発明に係る点灯回路は、a)整流部と、b)平 滑部と、c)インバータ部と、d)逆流抑制素子 、e)第1電力流通路と、f)点灯制御部とを主な 構成要素として備える。

 a)整流部は、入力された交流電力を整流 る構成要素である。

 b)平滑部は、整流部において整流された 流電力を平滑して直流電力とする構成要素 ある。

 c)インバータ部は、平滑部において平滑 された直流電力を交流電力に変換して発光 に対し供給する構成要素である。

 d)逆流抑制素子は、整流部と平滑部との の電力流通路中に介挿され、平滑された直 電力が整流部の側へと逆流するのを抑制す 素子である。

 e)第1電力流通路は、整流部と逆流抑制素 との間の電力流通路に接続され、発光体に して脈流電力を供給するための電力流通路 ある。

 f)点灯制御部は、第1電力流通路の開閉を 御する構成要素である。

 なお、上記の発光管と発光体との配置関 において、「近接」とは、発光管と発光体 の間隙が、0[mm]よりも大きく、3.0[mm]以下で ることをいう。

 また、本発明に係る放電ランプは、上記 発明に係る点灯回路を備えることを特徴と る。

 さらに、本発明に係る照明装置は、上記 発明に係る放電ランプを備えることを特徴 する。なお、照明装置とは、放電ランプと 種器具とが組み合わされ構成されたものを す。そして、各種器具とは、例えば、反射 、かさ、カバーや密閉器具などを指す。

 本発明に係る点灯回路は、発光体に対し は第1電力流通路を通して電力を供給する。 そして、第1電力流通路は、整流部と逆流抑 素子との間の電力流通路に接続されている これより、本発明に係る点灯回路では、平 部とインバータ部との間の電力流通路から 光体のための電力を供給するような場合に べて、発光管の始動時において、平滑部に けるコンデンサ容量の不足といった問題を じることがない。即ち、発光体への供給電 を平滑部とインバータ部との間の電力流通 に接続する場合には、発光体への供給電力 分だけ平滑電圧のリップルが増加し、この めに発光管の点灯が困難となることが考え れる。

 これに対して、本発明に係る点灯回路で 、整流部と逆流抑制素子との間の電力流通 から発光体へ供給の脈流電力を取り出すの 、平滑部のコンデンサ容量を大きくしなく も上記平滑電圧のリップルの増加といった 題を生じることがない。さらに、本発明に る点灯回路では、発光体に対し非平滑の全 整流された電力が供給されるので、商用電 を供給するのと同じ条件となり、例えば、 光体としてフィラメント電球を採用する場 には、一般に市販されているフィラメント 様をそのまま採用することが可能であり、 計面およびコスト面で優位である。

 また、本発明に係る点灯回路では、点灯 御部に別途整流回路を設けなくても発光体 対し全波整流電力が供給可能であるので、 路部品点数の増加が抑えられる。

 従って、本発明に係る点灯回路では、発 管に近接する発光体を備えることで高い立 上り光束が得られる放電ランプに対応でき とともに、回路構成を複雑にすることなく 光体の正確な点灯/消灯制御を実現できる。

 上記本発明に係る点灯回路では、一例と て次のバリエーションを採用することがで る。

 上記本発明に係る点灯回路では、逆流抑 素子とインバータ部との間の電力流通路に 続され、点灯制御部に対し制御用電力を供 するための第2電力流通路を備える、という 構成を採用することができる。

 このような構成を採用する場合には、点 制御部が整流回路および平滑回路を備えな ても、正確な制御機能を果たすことができ 。即ち、図10に示す特許文献2に係る電球形 光ランプでは、電球点灯制御器946への制御 力が、整流器941よりも上流から供給されて るので、電球点灯制御器946が整流回路およ 平滑回路を備えておく必要がある。このた 、特許文献2に係る電球形蛍光ランプでは、 電球点灯制御器946の回路構成が複雑なものと なり、点灯回路の大型化および高コスト化を 招くことにもなる。

 これに対して、本発明に係る点灯回路で 、上記のような形態で第2電力流通路を構成 しているので、整流回路および平滑回路を点 灯制御部に設ける必要がない。このため、本 発明に係る点灯回路は、大型化およびコスト の上昇を抑制しながら、正確な発光体の点灯 制御が実行できる。

 また、上記本発明に係る点灯回路では、 流部と平滑部との間の接続が、2線式の電力 流通路である場合、逆流抑制素子が整流部と 平滑部との間の2線式の電力流通路の各線に 挿されている、という構成を採用すること できる。

 また、上記本発明に係る点灯回路では、 灯制御部にタイマーが含まれた構成を採用 、点灯制御部において、発光管に交流電力 供給され始めた時点でタイマーによる計時 開始し、且つ、第1電力流通路を閉状態とし 、計時開始から所要時間経過時点でタイマー による計時を終了し、且つ、前記第1電力流 路を開状態とする、という構成を採用する ともできる。

 また、上記本発明に係る点灯回路では、 イマーがコンデンサ素子と抵抗素子とを含 時定数回路で構成されており、コンデンサ 子への充電時間および放電時間の何れかを って計時を実行するものであって、点灯制 部が第1電力流通路を開閉するFET素子または バイポーラトランジスタ素子(半導体素子)を み構成されており、半導体素子における不 和領域を用い前記第1電力流通路を開状態ま たは閉状態とする、という構成を採用するこ ともできる。これにより、完全な閉状態に至 るまでは、第1電力流通路に流れる突入電流 抑制することができ、一方、完全な開状態 至るまでは、第1電力流通路に流れる電流を 々に減ずることで、発光体の明るさも徐々 減ずることができる。

 また、上記本発明に係る点灯回路では、 流部へ入力される交流電力の経路において 整流部よりも上流側に発光体の温度に応じ 当該経路を開状態とする温度ヒューズが介 されている、という構成を採用することも きる。

 本発明に係る放電ランプは、発光管とこ に近接した状態で配置された発光体とを備 る。これより、本発明に係る放電ランプで 、環境温度が低いことなどによって発光管 の水銀蒸気圧が低くなっている場合にあっ も、始動時における発光体の発光により、 の点灯による光束と、発光体より発せられ 熱による発光管の立ち上り光束の向上とい 効果が得られる。このため、本発明に係る 電ランプでは、発光体の周囲に別途の発光 を備えない従来の放電ランプに比べて、高 立ち上り光束を得ることができる。特に、 囲の温度が低い場合などには有効である。

 なお、上記における「近接」についても 上述の定義の通りである。

 また、本発明に係る放電ランプでは、発 管および発光体の点灯のために上記本発明 係る点灯回路を備えているので、上述の本 明に係る点灯回路が奏する効果をそのまま ることができる。

 さらに、本発明に係る照明装置では、本 明に係る放電ランプを備えるので、上述の 果をそのまま得ることができる。

 上記本発明に係る放電ランプでは、一例 して次のバリエーションを採用することが きる。

 また、上記本発明に係る放電ランプでは 発光体として、フィラメントが発熱および 光するフィラメント電球を適用することも きる。

 また、上記本発明に係る放電ランプでは 発光管として、内方に空間を有する状態で 仮想軸廻りを螺旋状に旋回する2つの旋回部 を有する二重螺旋形状を有する形態のものを 採用し、発光体の前記内方空間に対し発光管 の外壁と近接する状態で内挿されている、と いう構成を採用することができる。

 また、上記本発明に係る放電ランプでは 点灯駆動の対象とする発光管が、放電路の 端部分の各々に電極を有し、且つ、放電路 における電極の近傍領域に補助アマルガム 有する、という構成を採用することもでき 。

 また、上記本発明に係る放電ランプでは 点灯回路がケースで覆われており、ケース 一端部に口金が取り付けられている、とい 構成を採用することができる。

 また、上記本発明に係る放電ランプでは 発光管が透光性のグローブで覆われている という構成を採用することもできる。

実施の形態1に係る電球形蛍光ランプ1 構成を模式的に示す断面図である。 実施の形態1に係る電球形蛍光ランプ1 回路構成を示すブロック図である。 実施の形態1に係る電球形蛍光ランプ1 回路構成の内、電球点灯制御器46の回路構成 を示す回路図である。 電球形蛍光ランプにおける立ち上り光 特性を示す特性図である。 実施の形態2に係る電球形蛍光ランプ2 回路構成の内、電球点灯制御器146の回路構 を示す回路図である。 実施の形態3に係る電球形蛍光ランプ3 回路構成の内、電球点灯制御器246の回路構 を示す回路図である。 実施の形態4に係る電球形蛍光ランプ4 回路構成を示すブロック図である。 その他の例に係る電球形蛍光ランプ5の 構成を模式的に示す断面図である。 電球点灯制御器において、不飽和領域 使用するFET素子のゲート電圧の変動を模式 に示す特性図である。 従来技術に係る電球形蛍光ランプの回 路構成を示すブロック図である。

符号の説明

   1、2、3、4、5.電球形蛍光ランプ
  10、15.発光管
  20、25.ホルダー
  30.補助電球
  40.点灯回路
  41.整流器
  42.平滑器
  43.スイッチング・安定器
  44.予熱回路
  45a、45b.ダイオード素子
  46、146、246.電球点灯制御器
  47.温度ヒューズ素子
  50.ケース
  60.口金
  70.グローブ

 以下では、本発明を実施するための最良の 態について、一例を示して説明する。なお 以下の説明で用いる形態は、本発明の構成 よび作用・効果を分かりやすく説明するた に用いる一例であって、本発明は、その本 的な特徴部分以外に何ら以下の形態に限定 受けるものではない。
(実施の形態1)
 1.電球形蛍光ランプ1の構成
 本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ1は、 照明装置の一部として用いられるランプであ る。本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ1 構成について、図1を用い説明する。図1は、 電球形蛍光ランプ1の構成を模式的に示す断 図である。

 図1に示すように、本実施の形態に係る電 球形蛍光ランプ1は、放電ランプの一種であ て、二重螺旋形状の発光管10と、この発光管 10をその端部で保持するホルダー20と、発光 10における旋回内の円筒形状の内部空間に配 置された発光体である補助電球30と、発光管1 0および補助電球30を点灯駆動するための点灯 回路40とを有する。

 発光管10は、一般の白熱電球60[W]代替用で 定格電力9[W]のものであり、仮想軸CL廻りを旋 回する2つの旋回部を有する二重螺旋形状を している。発光管10は、その管内の両端部の 各々にフィラメントコイル電極が形成され、 管内には緩衝ガスとともに、波長253.7[nm]の紫 外線放射物質としての水銀(Hg)が封入されて る。緩衝ガスとしては、例えば、アルゴン(A r)、ネオン(Ne)、クリプトン(Kr)などが採用さ ている。また、図1では図示を省略している 、発光管10の放電空間における電極の近傍 は、補助アマルガムが配設されている。

 補助電球30は、例えば、定格電力20[W]のフ ィラメント電球であって、円筒状の外観形状 を有している。また、補助電球30は、発光管1 0に比べて高い光束立ち上がり特性を有する のである。補助電球30の外面は、発光管10の 壁に対して近接状態となっている。発光管1 0と補助電球30の外面同士の距離は、短すぎる と振動衝撃等により、互いが接触し破損が生 じるおそれがあり、逆に長すぎると、熱の有 効な利用ができなくなる。これより、互いの 外面同士の距離は、1~3[mm]であることが好ま く、2[mm]程度であることがより好ましい。発 光管10および補助電球30は、ホルダー20に設け られた挿入孔にそれぞれ挿入され、ホルダー 20の裏面側でシリコーン樹脂などを用い固定 れている。

 点灯回路40は、シリーズインバータ方式 どに基づくインバータ回路から構成されて る。点灯回路40は、略円形状のプリント基板 をベースに構成されている。点灯回路40は、 ルダー20の下側に取り付けられている。

 さらに、本実施の形態に係る電球形蛍光 ンプ1では、点灯回路40が配置された部分が ース50で覆われており、ケース50の下側端部 には、口金60が取り付けられている。また、 光管10の周囲は、透光性を有するグローブ70 で覆われている。

 2.回路構成
 本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ1の回 路構成について、図2を用い説明する。

 図2に示すように、本実施の形態に係る電 球形蛍光ランプ1の点灯回路40は、商用電源側 から発光管10に向けた電力経路上において、 流器41、平滑器42およびスイッチング・安定 器43の順に接続された構成を有している。ま 、発光管10には、予熱回路44も接続されてい る。整流器41と平滑器42との間の電力流通路 ある配線L1、L2には、逆流抑制素子としての イオード素子45a、45bが挿入されている。こ で、スイッチング・安定器43は、インバー 部としての機能を有する。

 なお、本実施の形態に係る点灯回路40で 、倍電圧方式が採用されているため、平滑 42からの出力電圧は、整流器41への入力電圧( 実効値)の約2.8倍となる。例えば、商用電源 電圧(実効値)が100[V]である場合には、平滑器 42からの出力電圧は約280[V]となる。

 また、電球形蛍光ランプ1の点灯回路40に 、補助電球30への電力供給のための配線L5、 L6が、それぞれ配線L1、L2におけるダイオード 素子45a、45bよりも上流側で接続されている。 配線L6には、電球点灯制御器46が介挿されて る。

 電球点灯制御器46は、発光管10の始動に連 動して配線L6を閉状態とし、一定時間経過の 点で開状態とするタイマー機能を有する。 球点灯制御器46の制御用電力は、平滑器42と スイッチング・安定器43との間の配線L3、L4に 接続された配線L7、L8を通して供給されるよ になっている。

 点灯回路40の構成中、配線L1、L2中に介挿 れているダイオード素子45a、45bは、平滑器4 2のコンデンサ素子(図示を省略。)にチャージ された電流が補助電球30の側へと逆流するの 防ぐために設けられている。

 ここで、補助電球30には、図2の左側に示 ように、全波整流波形を有する脈流電力が 給されるのに対し、電球点灯制御器46には 図2の右側に示すように、全波平滑波形を有 る電力が供給される。このため、本実施の 態に係る電球形蛍光ランプ1の点灯回路40で 、電球点灯制御器46の回路構成中に平滑器 設けていない。

 なお、図2では図示を省略しているが、ス イッチング・安定器43の内部にEMC(Electromagnetic  Compatibility)フィルタを有している。EMCフィ タは、スイッチング・安定器43からの電磁妨 害波を除去するためのフィルタであり、商用 電源と整流器41との間に介挿される一般的な 路構成を採用することもできる。

 3.電球点灯制御器46の具体例
 電球形蛍光ランプ1の点灯回路40の内、電球 灯制御器46の構成の具体例について、図3を い説明する。

 図3に示すように、本実施の形態に係る電 球形蛍光ランプ1では、電球点灯制御部46が、 2つのトランジスタ素子Q1、Q2と、2つのコンデ ンサ素子C1、C2と、1つのツェナーダイオード 子Z1と、4つの抵抗素子R1~R4とから構成され いる。配線L5は、補助電球30の一方の端子に 続され、補助電球30の他方の端子は、トラ ジスタ素子Q1におけるドレインに接続されて いる。

 トランジスタ素子Q1のソースは、配線L6に 接続されており、配線L6には、コンデンサ素 C1、C2、およびトランジスタ素子Q2のエミッ 、および抵抗素子R3に接続されている。コ デンサ素子C1は、ツェナーダイオード素子Z1 よび抵抗素子R4を介して、トランジスタ素 Q2のベースに接続されている。

 トランジスタ素子Q2のコレクタは、トラ ジスタ素子Q1のゲートに接続されるとともに 、コンデンサ素子C2および抵抗素子R2、R3と接 続されている。さらに、コンデンサ素子C1は 抵抗R1を介して、配線L7に接続されている。

 なお、図3に示す具体例においては、図2 配線L8を配線L6が兼ねている。

 4.点灯駆動における電球点灯制御器46の動作
 本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ1では 、駆動に際して、電球点灯制御器46が計時動 を実行し、始動から一定時間経過までの間 補助電球30を点灯させる。具体的には、次 ような動作を行う。

 a) 電球形蛍光ランプ1への電源がオンさ ると、発光管10の点灯が開始するとともに、 抵抗素子R1、R2を介してトランジスタ素子Q1が 導通状態となり、補助電球30も点灯を開始す 。また、このとき電球点灯制御器46には、 抗素子R1を通り、コンデンサ素子C1への充電 開始される。ここで、コンデンサ素子C1の 量などは、タイマー時間に応じて設定され いる。本実施の形態では、例えば、タイマ 時間が60[sec.]となるように設定されている。

 上記において、電球点灯制御器46では、 ンデンサ素子C1と抵抗素子R1とが時定数回路 よるタイマーを構成している。

 また、コンデンサ素子C2、抵抗素子R1,R2,R3 の定数により、導通常体となる前に不飽和領 域を用い、一定期間、トランジスタ素子Q1の レイン-ソース間のインピーダンスを高く維 持し、電球点灯時に流れる電球への突入電流 を抑制するよう設定されている。

 b) コンデンサ素子C1の充電が進むことに り、ツェナーダイオード素子Z1の閾値電圧 達した時点でトランジスタ素子Q2のベース- ミッタ間が通電状態となる。

 c) トランジスタ素子Q2のベース-エミッタ 間が通電状態になると、トランジスタ素子Q2 コレクタ-エミッタ間に電流が流れることに なる。

 d) トランジスタ素子Q2のコレクタ-エミッ タ間に電流が流れることによりトランジスタ 素子Q1のゲート-ソース間が短絡状態となる。 そして、トランジスタ素子Q1のゲート-ソース 間が短絡状態となることにより、補助電球30 消灯する。

 5.立ち上り光束
 本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ1では 、発光管10の近接させて補助電球30を配して る。そして、上述のように始動時から一定 間経過時点まで補助電球30を点灯させている 。このような点灯駆動を実行する電球形蛍光 ランプ1の立ち上り光束について、図4を用い 明する。図4では、補助電球30を備えない従 の電球形蛍光ランプの光束をA線で示し、本 実施の形態に係る電球形蛍光ランプ1の光束 B線で示している。なお、図4に示す電球形蛍 光ランプの立ち上り光束は、ランプ周囲温度 を5[℃]で一定に保った状態で測定したデータ である。

 図4のA線で示すように、補助電球30を備え ない従来の電球形蛍光ランプでは、始動時に は定格の約10[%]程度の光束しか得られないの 対し、B線で示す電球形蛍光ランプ1では、 35[%]程度の高い光束を得ることができる。こ れは、補助電球30の点灯による光と、これに 因して発光管10の立ち上り光束も向上した とによるものであると考えられる。

 本実施の形態では、始動後60[sec.]経過の 点で補助電球30は消灯されるように設定して いる。このため、60[sec.]の時点で、光束が約6 5[%]から約50[%]へと一旦低下する。しかし、補 助電球30が消灯した場合においても、A線で示 す従来の電球形蛍光ランプに比べて25[ポイン ト]高い光束を得られる。

 なお、ランプ始動時において、定格の25[% ]程度の光束が得られれば、実質的に問題を じることはないと考えられる。即ち、ラン 始動時において、定格の25[%]程度の光束が得 られれば、ユーザが不具合を感じることがな いと考えられる。

 6.優位性
 a)発光管10
 本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ1では 、二重螺旋形状の発光管10を採用している。 のため、U字状の発光管を採用する場合に比 べて、同じ占有容積で長い放電路を確保する ことができ、小型化と高効率化とをなし得る 。よって、本実施の形態に係る電球形蛍光ラ ンプ1は、白熱電球と同等のサイズへの小型 の要求と、さらなるランプ効率の向上との 望に対応できる。

 b)補助電球30
 本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ1では 、図1に示すように、発光管10に近接した状態 で補助電球30が配置されている。このため、 球形蛍光ランプ1では、環境温度が低いこと などによって発光管10内の水銀蒸気圧が低く っている場合にも、始動時における補助電 30の発光により、この点灯による光束と、 生の熱とによって発光管10の立ち上り光束の 向上という効果が得られる。よって、本実施 の形態に係る電球形蛍光ランプ1では、従来 電球形蛍光ランプに比べて、高い立ち上り 束を得ることができる。

 また、本実施の形態に係る電球形蛍光ラ プ1では、補助電球30に対し非平滑の全波整 された脈流電力が供給されるので、商用電 を供給するのと同じ条件となり、一般に市 されているフィラメント仕様をそのまま採 することが可能であり、設計面およびコス 面で優位である。

 また、本実施の形態に係る電球形蛍光ラ プ1では、電力流通路L5、L6などに別途整流 路を設けなくても補助電球30に対し全波整流 電力が供給可能であるので、回路部品点数の 増加が抑えられる。

 c)電球点灯制御器46への制御電力
 本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ1では 、図2に示すように、補助電球30への電力供給 を、整流器41の下流であって、ダイオード素 45a、45bの上流側に接続された配線L5、L6によ って行う構成となっている。このような構成 を採用する電球形蛍光ランプ1の点灯回路40で は、図10に示すような構成を採用する従来技 に比べて、発光管10の始動時において、平 器42におけるコンデンサ素子の容量不足とい った問題を生じることがない。即ち、補助電 球30への供給電力を平滑器42とスイッチング 安定器43との間から取り出す場合には、補助 電球30への供給電力の分だけ平滑電圧のリッ ルが増加し、このために発光管10の点灯が 難となることが考えられる。

 これに対して、本実施の形態に係る点灯 路40では、整流器41とダイオード素子45a、45b との間に接続された配線L5、L6を通して補助 球30へ電力供給するので、平滑器42のコンデ サ容量を大きくしなくても上記平滑電圧の ップルの増加といった問題を生じることが い。

 また、図2に示すように、本実施の形態に 係る点灯回路40では、電球点灯制御器46に対 ては配線L7、L8を通して電力が供給される。 して、配線L7、L8は、ダイオード素子45a、45b とスイッチング・安定器43との間の配線L3、L4 に接続されている。このような構成を採用す ることにより、本実施の形態に係る点灯回路 40では、電球点灯制御器46が平滑回路を備え くても、制御動作に問題を生じることはな 。よって、本実施の形態に係る点灯回路40は 、サイズおよびコストの上昇を抑制しながら 、正確な発光体の点灯制御が実行できる。

 従って、本実施の形態に係る電球形蛍光ラ プ1では、発光管10に近接する補助電球30を えることで高い立ち上り光束が得られる蛍 ランプに対応できるとともに、回路構成を 雑にすることなく補助電球30の正確な点灯制 御を実現できる。
(実施の形態2)
 次に、実施の形態2に係る電球形蛍光ランプ 2の構成について、図5を用い説明する。なお 図5に示すように、本実施の形態に係る電球 形蛍光ランプ2は、電球点灯制御器146の構成 除き、上記実施の形態1に係る電球形蛍光ラ プ1と変わるところはないので、その説明を 省略する。

 図5に示すように、本実施の形態に係る電 球形蛍光ランプ2の電球点灯制御器146は、1つ FET素子F11と、2つのツェナーダイオード素子 Z11、Z12と、1つのコンデンサ素子C11と、2つの 抗素子R11、R12と、PTC(Positive Temperature Coeffic ient)素子P11とから構成されている。

 配線L5、L6は、補助電球30およびFET素子F11 介して接続されている。配線L7は、PTC素子P1 1に接続され、PTC素子P11の他方は抵抗R11に接 されている。PTC素子P11と抵抗素子R11との中 点は、2つのツェナーダイオード素子Z11、Z12 介して、FET素子F11のゲートに接続されてい 。

 ツェナーダイオード素子Z12とFET素子F11の ートとの間と、配線L6との間には、コンデ サ素子C11および抵抗素子R12が接続されてい 。

 電球形蛍光ランプ2では、点灯始動時にお いて、配線L7を通り電流が流れる。このとき PTC素子P11の分圧がツェナーダイオード素子Z 11の閾値を超えている間は、コンデンサ素子C 11が充電され(充電容量>放電容量)、FET素子F 11のゲート-ソース間に閾値を超える電圧が印 加される。これにより、FET素子F11のソース- レイン間が通電状態となり、点灯始動時に 助電球30が点灯する。

 点灯始動時からの時間経過とともに、PTC 子P11の内部温度が上昇し、この温度上昇に ってPTC素子P11の抵抗値が上昇する。PTC素子P 11の抵抗値がある一定のレベルに達した時点 、ツェナーダイオード素子Z11の閾値との関 で、コンデンサ素子C11が充電されなくなる め(充電容量<放電容量)、コンデンサ素子C 11の電圧が徐々に低下する。コンデンサ素子C 11の電圧がFET素子F11の閾値よりも低下した時 で、FET素子F11のソース-ドレイン間が開状態 となり、補助電球30が消灯する。

 本実施の形態に係る電球点灯制御器146で 、FET素子F11のゲート-ソースに並列接続され ているコンデンサ素子C11の放電時間により、 FET素子F11の不飽和領域におけるインピーダン スの増加率を調整できるため、補助電球30が 々に暗くなる時間を調整することができる

 なお、FET素子F11の代わりにバイポーラト ンジスタ素子を用いることでも不飽和領域 使用して上記同様の効果を奏することがで る。

 また、電球点灯制御器146におけるタイマー 定時間は、PTC素子P11、抵抗素子R11およびツ ナーダイオード素子Z11、Z12およびコンデン 素子C11の各値の設定により決められている 本実施の形態においても、上記実施の形態1 と同様に、点灯開始から60[sec.]経過時点で補 電球30が消灯するように設定されている。
(実施の形態3)
 次に、実施の形態3に係る電球形蛍光ランプ 3の構成について、図6を用い説明する。なお 図6に示すように、本実施の形態に係る電球 形蛍光ランプ3は、電球点灯制御器246の構成 除き、上記実施の形態1、2に係る電球形蛍光 ランプ1、2と変わるところはないので、その 明を省略する。

 図6に示すように、本実施の形態に係る電 球形蛍光ランプ3の電球点灯制御器246は、1つ サイリスタ(Thyristor)素子S21と、2つのツェナ ダイオード素子Z21、Z22と、1つのコンデンサ 素子C21と、2つの抵抗素子R21、R22と、PTC素子P2 1とから構成されている。即ち、本実施の形 に係る電球点灯制御器246は、上記実施の形 2に係る電球点灯制御器146に対してFET素子F11 代わりに、サイリスタ素子S21を用いている が相違している。

 補助電球30の点灯から消灯に至るまでの動 については、基本的に上記実施の形態2に係 点灯回路と同一である。よって、その説明 省略する。
(実施の形態4)
 次に、実施の形態4に係る電球形蛍光ランプ 4の構成について、図7を用い説明する。

 図7に示すように、本実施の形態に係る電 球形蛍光ランプ4は、整流器41よりも電流経路 の上流側に温度ヒューズ素子47が介挿されて るところに構成上の特徴を有する。具体的 は、電流経路上において、整流器41と口金60 (図1を参照。)との間の配線L9中に温度ヒュー 素子47が介挿されている。

 なお、温度ヒューズ素子47の具体的配置 所は、ケース50内であれば特に限定はないが 、点灯回路における基板上の中でも、できる だけ中心軸CL(図1を参照。)に近く、補助電球3 0の温度を的確に検知できる箇所とすること 望ましい。

 本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ4に おける温度ヒューズ素子47は、何らかの原因 電球点灯制御器46が制御不能に陥った場合 どにおいても、補助電球30が点灯し続けるよ うな事態を防止するためである。このため、 温度ヒューズ素子47は、例えば、140[℃]で切 る仕様のものが選定される。

 ここで、図10に示す従来の電球形蛍光ラ プでは、電球点灯制御器946が制御不能にな た場合には補助電球930が点灯し続けるよう 事態も生じ得る。この場合には、場合によ てはケース内が非常に高温となることも想 される。

 これに対して、本実施の形態に係る電球形 光ランプ4では、仮に電球点灯制御器46が制 不能に陥った場合にも、温度ヒューズ素子4 7が規定温度に達した時点で回路を遮断する このため、電球点灯制御器46が制御不能とな った場合にあっても、補助電球30が点灯し続 るという事態を回避することができる。従 て、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ4 は、上記実施の形態1に係る電球形蛍光ラン 1が有する優位性を有しているのに加えて、 り高い安全性を有する。
(その他の事項)
 上記実施の形態1~4に係る電球形蛍光ランプ1 ~4では、電球点灯制御器46、146、246への供給 ための配線(電力流通路)L7、L8が平滑器42とス イッチング・安定器43との間の配線(電力流通 路)L3、L4に接続されており、これより上記実 の形態1~4に係る電球形蛍光ランプ1~4では、 球点灯制御器46、146、246に別途整流器や平 器を設けなくてもよい、という優位性を有 る。しかし、本発明では、必ずしも電球点 制御器46、146、246へ電力供給のための配線を 上記配線L3、L4に接続する必要はない。この うな構成とする場合にあっても、上述のよ に、本発明では、補助電球30として一般に市 販されているフィラメント仕様の電球を用い ることができるという優位性を有する。

 上記実施の形態1~4では、図1に示すように 、発光管10の周囲がグローブ70で覆われた構 のタイプの電球形蛍光ランプ1~4を適用した 、グローブ70は必須の構成要件ではない。例 えば、図8に示すように、グローブを有しな 電球形蛍光ランプ5などに本発明の構成を採 することもできる。即ち、発光管15の旋回 おける内方に補助電球30を配置し、点灯回路 40として上記同様の構成を採用することによ 、上記実施の形態1~4と同様の効果を得るこ ができる。

 また、上記実施の形態1~4に係る電球形蛍 ランプ1~4では、回路構成において、配線L1 L2にダイオード素子45a、45bを介挿させ、平滑 器42におけるコンデンサ素子にチャージされ 電流が補助電球30へと逆流するのを抑制す こととした。しかし、本発明では、このよ な逆流抑制素子として、必ずしもダイオー 素子45a、45bを適用する必要はなく、例えば トランジスタ素子などを採用することもで る。

 また、図1に示すように、上記実施の形態 1~4では、補助電球30として円筒状のシリカ電 を採用しているが、電球の種類および外観 状についてはこれに限定されるものではな 。例えば、補助電球としてクリプトン電球 KTクリプトン電球などを採用することもで る。さらに、高輝度LEDなどを用いることも きる。補助電球の形状については、円筒型 けではなく、例えば、ナツメ型などを採用 ることもできる。

 また、上記実施の形態1~4では、発光管10 15における電極の近傍領域に補助アマルガム が配設されてなる構成を採用したが、必ずし も補助アマルガムを備えなくても、十分な立 ち上り光束を確保することができる。例えば 、図4に示すように、実施の形態1に係る電球 蛍光ランプ1に対して、補助アマルガムを配 設しないことだけを構成上の差異とする電球 形蛍光ランプ(C線で示す。)でも、始動直後( 期立ち上り時)における光束比率が約30[%]確 されており、実質的に問題を生じることは い。なお、図4に示す電球形蛍光ランプの立 上り光束は、ランプ周囲温度を5[℃]で一定 保った状態で測定したデータである。

 また、上記実施の形態1~4では、電球形蛍 ランプ1~4の一構成要素として点灯回路40を える構成を採用しているが、点灯回路が必 しも電球形蛍光ランプの一構成要素として 蔵されている構成である必要はない。例え 、蛍光ランプとは別体の点灯回路について 本発明に係る点灯回路を採用することも可 であり、その場合にも上記同様の効果を得 ことができる。

 また、図3、5、6などで示した電球点灯制 器46、146、246などの回路構成は、あくまで 一例であって、同様の動作を保証できるも であれば、これに限定されることはない。

 ここで、電球点灯制御器におけるFET素子 ゲート電圧を、補助電球30の点灯状態から 灯状態に至るまでの経過を追って、図9(a)~(c) を用い説明する。図9(a)に示すように、FET素 のゲート電圧が閾値電圧を超えている場合 は、補助電球30は点灯する。次に、ゲート電 圧に整流器41から脈動(リプル)を重畳した電 を用い、徐々に印加電圧を降下させてゆく 、FET素子のゲート電圧が閾値電圧を繰り返 上下することになる(図9(b)を参照)。そして 上記印加電圧を徐々に降下させることによ 、オフ期間が長くなる。図9(c)に示すように FET素子のゲート電圧が閾値電圧を下回ると 補助電球30が消灯される。このように、FET 子の不飽和領域を用いるのと同様に、補助 球30を徐々に暗くできる効果を得ることがで き、且つ、FET素子の不飽和領域を用いる場合 に比べて、その発熱を抑制することができる 。

 また、上記実施の形態1~4では、発光管10 して定格電力9[W]の二重螺旋形状のものを採 しているが、発光管の定格電力およびタイ などはこれに限定されるものではない。例 ば、U字状管を複数組み合わせたタイプの発 光管などを備えるものにも適用することもで きる。なお、補助電球30の定格電力およびサ ズなどについては、発光管10の形状や電力( 熱電球相当;40[W]~100[W])などに関連して適宜 更できる。例えば、15[W]~30[W]程度の補助電球 を用いることが現実的である。

 また、上記実施の形態1~4では、倍電圧の 滑方式を採用する点灯回路を一例として説 したが、本発明は、これに限らず整流電圧 平滑する方式のインバータにおいて全ての 合で適用することができる。

 本発明は、光束の高い立ち上り特性を有 、サイズおよびコストの上昇を抑制できる 灯回路とこれを備える放電ランプおよび照 装置を実現するのに有用である。