JP2002015894A

JP2002015894A - 電球形蛍光ランプおよび照明装置

Info

Publication number: JP2002015894A
Application number: JP2000199997A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Ikada; 邦彦筏
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2000-06-30
Filing date: 2000-06-30
Publication date: 2002-01-18

Abstract

(57)【要約】【課題】調光器を経由して低周波交流電源に接続し、深
調光点灯した場合にも、フィラメント予熱を所要に得
て、寿命信頼性が低下しにくいとともに、比較的簡単な
回路構成で安価な電球形蛍光ランプおよびこれを用いた
照明装置を提供する。【解決手段】コンパクトな形に形成されていて内面側に
蛍光体層が配設された透光性放電容器の両端に冷抵抗が
０．８〜６Ωの一対のフィラメント電極を封装し内部に
水銀および希ガスを含むイオン化媒体を封入した蛍光ラ
ンプＦＬと、ノイズフィルタＮＦ、整流化直流電源ＲＤ
Ｃ、少なくとも１個のスイッチング手段Ｑ１、Ｑ２、な
らびに負荷回路ＬＣを備え、非調光時のフィラメント電
極Ｅ１、Ｅ２の予熱時抵抗／冷抵抗比が３．０〜４．
５、調光時のフィラメント電極の予熱時抵抗／冷抵抗比
が４．０〜５．５になるように制御して蛍光ランプを高
周波点灯する点灯回路手段２と、点灯回路手段を内部に
収納するカバーと、口金とを具備していると、点灯回路
手段を内部に収納するカバーと、口金とを具備してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、調光点灯可能に改
良された電球形蛍光ランプおよびこれを用いた照明装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電球形蛍光ランプは、コンパクトな形に
形成された蛍光ランプとその点灯回路手段を一体化した
構成を備え、一般照明用白熱電球のように小形で、かつ
片口金構造を有していながら蛍光ランプの特徴である高
いランプ効率と長寿命とを併せて有し、大幅な省電力を
図れる光源であるために、白熱電球に代えて多用されて
いる。

【０００３】一般に市販されている電球形蛍光ランプ
は、蛍光ランプを高効率点灯することが可能で、しかも
小形、軽量なことから高周波点灯するものが主流となっ
ていて、そのために点灯回路手段が高周波インバータを
備えた構成となっている。高周波インバータは、直流を
入力してこれを高周波に変換するために、整流回路を用
いて低周波交流をいったん非平滑の直流に変換するとと
もに、平滑コンデンサを用いて非平滑の直流電圧から平
滑化された直流を得る。（従来技術１）このように整
流化直流で直接平滑コンデンサを充電する回路方式をコ
ンデンサインプット方式というが、後述する理由により
調光することができない。

【０００４】これに対して、近時、調光可能な電球形蛍
光ランプが開発された。この電球形蛍光ランプは、倍電
圧整流回路を用いるとともに特殊な制御用ＩＣを採用
し、電源波形を監視して高周波の周波数制御を行うこと
により、調光位相９０から１８０°まで位相制御されて
も明るさのちらつきや立ち消えを起こしにくい。（従来
技術２）また、コンデンサインプット方式においても回路構成を
改良することにより調光が可能な電球形蛍光ランプも現
れた。（従来技術３）

【発明が解決しようとする課題】従来技術１において
は、低周波交流電源から点灯回路手段への入力電流は、
平滑コンデンサへの充電電流になるから、その流入期間
が短い。そのため、入力電流の休止期間中に位相制御式
の調光器がオンした場合、保持電流を確保できないか
ら、調光器はそのオンを半サイクル中維持することがで
きない。すなわち、調光器が正常に作動しなくなる。

【０００５】また、コンデンサインプット方式の電球形
蛍光ランプにおいては、位相制御された入力電圧が印加
されると、大きな突入電流が流入する。そのため、特に
調光位相が９０°近傍になると、突入電流は一層大きく
なるので、平滑コンデンサとして用いている電解コンデ
ンサが異常発熱を生じ、そのため防爆弁が作動して破壊
してしまう。

【０００６】これに対して、従来技術２においては、回
路構成が複雑化してＩＣなど回路部品点数が増大し、配
線基板の面積が大きくなり、電球形蛍光ランプが大形
で、しかも効果になるという問題がある。

【０００７】また、従来技術３においては、深調光時に
所要のフィラメント電極の予熱が得られないという問題
がある。このため、蛍光ランプのフィラメント電極に対
向する管端部が黒化し、寿命信頼性が低下する。

【０００８】本発明は、調光器を経由して低周波交流電
源に接続し、調光器を操作して深調光点灯した場合に
も、フィラメント予熱を所要に得て、寿命信頼性が低下
しにくいとともに、比較的簡単な回路構成で安価な電球
形蛍光ランプおよびこれを用いた照明装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を達成するための手段】請求項１の発明の電球形
蛍光ランプは、屈曲された放電路が内部に形成されるよ
うにコンパクトな形に形成されている透光性放電容器、
透光性放電容器の内面側に配設された蛍光体層、透光性
放電容器の両端に封装され冷抵抗が０．８〜６Ωの一対
のフィラメント電極、ならびに透光性放電容器の内部に
封入された水銀および希ガスを含むイオン化媒体を備え
た蛍光ランプと；低周波交流電源に接続する入力端、入
力端に接続するノイズフィルタ、交流入力端がノイズフ
ィルタの出力端側に接続した整流化直流電源、整流化直
流電圧をスイッチングして高周波電圧を発生させるスイ
ッチング手段、ならびに共振インダクタンスおよびコン
デンサを含む負荷共振回路を備えコンデンサの少なくと
も一部および蛍光ランプの一対のフィラメント電極の直
列回路と並列的に当該蛍光ランプを接続するとともにス
イッチング手段のスイッチングによって発生した高周波
電圧が印加される負荷回路を備え、非調光時における蛍
光ランプのフィラメント電極の予熱時抵抗／冷抵抗比が
３．０〜４．５、調光時における予熱時抵抗／冷抵抗比
が４．０〜５．５になるように制御して蛍光ランプを高
周波点灯する点灯回路手段と；点灯回路手段を内部に収
納するとともに、蛍光ランプを支持するカバーと；点灯
回路手段の入力端に接続するとともにカバーの基端に配
設された口金と；を具備していることを特徴としてい
る。

【００１０】本発明および以下の各発明において、特に
指定しない限り用語の定義および技術的意味は次によ
る。

【００１１】＜蛍光ランプについて＞（透光性放電容器について）本発明において、透光性放
電容器は、その外径が特に限定されるものではないが、
好ましくは外径１２ｍｍ以下、より好適には８〜１１ｍ
ｍ、さらに一層小形化を図るには３〜９ｍｍが好適であ
り、内部に屈曲された放電路が形成されるようにコンパ
クトな形に形成されている。たとえば、１本の細長いガ
ラス管を鞍形に湾曲したり、Ｕ字状に屈曲した複数のＵ
字状ガラス管を連結管により接続するとともに、各Ｕ字
状ガラス管の部分を仮想円周上に沿って配列したり、Ｕ
字状ガラス管の間に形成される空隙部分を一方向から見
透せるように前後に揃えて配列したりすることにより、
さらにはガラス管をスパイラルに巻回することによって
も、透光性放電容器をコンパクトな形に形成し、しかも
内部に屈曲された放電路を形成することができる。な
お、連結管は、吹き破り法により形成したり、別に用意
した管を用いてガラス溶着したりして形成することがで
きる。

【００１２】また、透光性放電容器の外径は、外径が３
ｍｍ未満であると、ランプ電流が絞られすぎてしまい、
所望のランプ入力を確保するためには、ランプ電流が小
さくなる分について放電路長を大きくして補わなければ
ならなくなり、小形化を図れなくなる。また、これに伴
いランプ電圧が高くなるから、始動電圧も高くなり、点
灯回路も大形化するとともに、コストアップになる。反
対に、透光性放電容器の外径が１２ｍｍを超えると、透
光性放電容器が大きくなりすぎて、コンパクトな蛍光ラ
ンプを得にくくなる。なお、透光性放電容器の内径は、
概ね外径に比例し、透光性放電容器の肉厚の２倍を外径
から減算した値の平均値である。

【００１３】さらに、透光性放電容器の少なくとも両端
には、シール部たとえばピンチシール部が形成されてい
て、さらに要すれば、これに加えて中間にもピンチシー
ル部が形成される。たとえば、複数のＵ字状ガラス管を
連結管によって連結して透光性放電容器が形成される場
合には、透光性放電容器の中間にもシール部を形成する
ことができる。すなわち、各Ｕ字状ガラス管の両端部に
シール部を形成し、端部に近い中間部同士を連結管によ
って連結して、１本の屈曲した放電路を形成する。

【００１４】一方、透光性放電容器の長さ、したがって
透光性放電容器の両端に封装した一対の電極の間に形成
される放電路の長さすなわち放電路長は、外径が上記範
囲内であれば、電球形蛍光ランプのランプ電力に応じて
２００〜５００ｍｍ、好適には３００〜４２０ｍｍに設
定することができる。

【００１５】さらに、透光性放電容器は、上記の構造を
備えていれば、その材料は制限されないが、一般的には
ガラスを用いて構成することができる。この場合、ガラ
スとしてはソーダライムガラス、鉛ガラスなどの軟質ガ
ラスを用いるのが経済的であるが、要すればホウケイ酸
ガラスなどの硬質または半硬質ガラスを用いることもで
きる。

【００１６】さらにまた、透光性放電容器の横断面形状
は、通常円形にするのが一般的であるが、要すれば非円
形たとえば楕円形その他任意の横断面形状にすることが
できる。

【００１７】（蛍光体層について）蛍光体層は、放電に
よって発生した紫外線を波長変換して所望波長域の可視
光を得るために用いる。用いる蛍光体の種類は限定され
ないが、３波長発光形蛍光体は、耐熱特性および負荷特
性に優れたものを得ることができるとともに、演色性に
優れているので、好適である。

【００１８】また、本発明において、蛍光体層が「透光
性放電容器の内面側に配設されている」とは、蛍光体層
は透光性放電容器の内面に直接形成されていてもよい
し、保護膜、反射膜などを介して間接的に形成してもよ
いことを意味している。

【００１９】さらに、保護膜としては、Ａｌ_２Ｏ_３の微
粒子を主体とする膜構成を用いることができる。結晶構
造は、γ形およびα形のいずれでもよい。しかし、α−
Ａｌ _２Ｏ_３を用いた保護膜を用いることにより、優れた
光束立ち上がり特性を得ることができる。

【００２０】（フィラメント電極について）透光性放電
容器の両端には一対のフィラメント電極がシール部を介
して封装される。

【００２１】シール部がピンチシール構造の場合には、
封着の際にフィラメントの形状が乱れるのを防止するた
めに、ビードマウント構造を採用して透光性放電容器の
両端にピンチシールすることができる。

【００２２】本発明において、フィラメント電極は、冷
抵抗が０．８〜６Ωの範囲内に設定される。フィラメン
ト電極の冷抵抗が０．８Ω未満であると、調光時にフィ
ラメント予熱が不足するので、不可である。また、フィ
ラメント電極の冷抵抗が６．０Ωを超えると、非調光時
にフィラメント予熱が過剰になるとともにフィラメント
電極における予熱電力が多くなりすぎ、ランプ効率が低
下するので、不可である。したがって、非調光時および
調光時のいずれにおいても適切なフィラメント予熱を行
うために、本発明においては、冷抵抗を上記の範囲に設
定するのがよい。なお、電球形蛍光ランプにおいては、
透光性放電容器の管径が小さいので、フィラメント電極
は、トリプルコイル構造が好適である。この場合、冷抵
抗を上記の範囲に設定するには、タングステンからなる
主素線の線径およびその長さを適切に選定すればよい。
また、本発明においては、後述するように、フィラメン
ト電極の冷抵抗に対する点灯中における予熱時抵抗の比
（予熱時抵抗／冷抵抗）を後述する所定範囲に規定して
いるが、予熱時抵抗は、主としてフィラメント電極に印
加されるフィラメント電圧またはフィラメント電極に流
れるフィラメント電流に影響されるが、トリプルコイル
の２次コイルおよび３次コイルのマンドレル径およびピ
ッチ如何によっては、相互輻射が変化するので、フィラ
メント電極の温度、したがって予熱時抵抗が変化する。
したがって、予熱時抵抗の設定に際しては、フィラメン
ト電極の構造についても配慮すべきである。

【００２３】（イオン化媒体について）透光性放電容器
内に封入されるイオン化媒体は、水銀および希ガスを含
んでいる。

【００２４】水銀は、電球形蛍光ランプが点灯中高温に
なるので、高温下での水銀蒸気圧を最適範囲に制御する
ために、アマルガムによって供給することができる。ア
マルガムを用いることにより、周囲温度の変化に対して
も水銀蒸気圧を安定に制御でき、したがって安定した光
出力を得ることができる。さらに、電極の近傍に補助ア
マルガムを配設することにより、点灯初期に水銀蒸気を
供給して、光束立ち上がり特性を良好にすることができ
る。前者のアマルガムを補助アマルガムと区別するため
に、以下「主アマルガム」という。

【００２５】主アマルガムは、低圧水銀蒸気放電に必要
な水銀を放出して透光性放電容器内に水銀蒸気を供給す
るもので、好ましくは細管内に収納される。そして、主
アマルガムはＢｉ−Ｉｎ−Ｈｇ、Ｂｉ−Ｉｎ−Ｓｎ−Ｈ
ｇなどの組成であるとともに、光束立ち上がりを良好に
するために、４．５重量％以上好適には６重量％の水銀
を含むものを用いることができる。しかし、水銀の含有
量が上記含有量になると、水銀がアマルガムの表面に滲
み出てべとつきを生じやすいので、配慮すべきである。
すなわち、アマルガムを製造する際に、急冷して結晶粒
子を小さくしたり、アマルガムの表面にべとつき防止処
理をしたりすることができる。また、主アマルガムの封
入量は、４０〜１２０ｍｇ程度がよい。さらに、主アマ
ルガムは、適当なサイズの粒子に加工して必要量が封入
されるように複数の粒子を細管内に封入するのがよい。
さらにまた、透光性放電容器の外径が小さくなるほど、
点灯時に透光性放電容器の放電空間内の水銀蒸気圧が均
一に分布するまでに時間がかかりやすくなるので、主ア
マルガムを透光性放電容器の複数の位置で供給すること
ができる。

【００２６】一方、補助アマルガムは、アマルガム形成
金属たとえばインジウムＩｎなどを所要の位置に配設す
ることにより、透光性放電容器内において水銀が移動し
てアマルガムを形成するように構成される。アマルガム
形成金属は、ステンレスなどの金属基体に蒸着などによ
って被着させることができる。さらに、補助アマルガム
は、電極の近傍に配設される場合には、電極の導入線に
溶接により支持させることができる。また、電極とは遠
隔した位置に補助アマルガムが配設される場合には、シ
ール部に基端が封着された適当な導入線のような部材に
支持させることができる。

【００２７】水銀をアマルガムにして透光性放電容器内
に封入する場合に、上述のように水銀蒸気圧特性が高温
タイプだけでなく、液体水銀に近いアマルガムたとえば
Ｚｎ−Ｈｇなどを用いることができる。これにより、水
銀蒸気圧が調光度に応じて変化しやすくなるので、調光
が容易になる。

【００２８】希ガスは、アルゴン、クリプトン、キセノ
ン、ネオンなどの一種または複数種を混合して数千〜数
万Ｐａの圧力で封入することができる。

【００２９】＜点灯回路手段について＞本発明において
点灯回路手段は、蛍光ランプを始動し、高周波点灯する
ための回路手段である。そして、入力端、ノイズフィル
タ、整流化直流電源、スイッチング手段、ならびに負荷
回路を少なくとも具備して構成されている。なお、必要
に応じてその他の構成を具備することが許容される。ま
た、以上の回路要素は、一般的には配線基板に実装され
る。なお、本発明において、「高周波」とは、周波数１
０ｋＨｚ以上を意味し、好ましくは周波数２０〜２００
ｋＨｚである。

【００３０】以下、回路要素ごとに分説する。

【００３１】（入力端について）入力端は、点灯回路手
段としてのものであり、したがって必ずしも電球形蛍光
ランプの口金である必要はない。たとえば、本発明にお
いては、電球形蛍光ランプが調光器としての機能を一体
化して備えていることが許容されるが、このような場
合、口金と点灯回路手段の入力端との間に調光回路が介
在する。また、入力端は、端子の形態を備えていなくて
もよい。

【００３２】（ノイズフィルタについて）ノイズフィル
タは、低周波交流電源と整流化直流電源との間に介在し
て、スイッチング手段のスイッチングによって発生した
高周波ノイズが低周波交流電源側へ流出しないように阻
止するものである。そして、一般的には低周波交流電源
と整流化直流電源との間に直列に接続されるインダクタ
と、低周波交流電源に並列的に接続されるコンデンサと
によって構成されている。また、要すればノイズフィル
タのコンデンサを電球形蛍光ランプの入力インピーダン
スを少なくとも調光器の位相制御素子の休止区間の間相
対的に低インピーダンスに調整するための入力インピー
ダンス調整手段に含まれるコンデンサと共用することが
できる。

【００３３】（整流化直流電源について）整流化直流電
源は、低周波交流を平滑化された直流に変換する手段で
あって、その交流入力端が直接または他の回路要素が介
在して間接的にノイズフィルタを介して低周波交流電源
に接続される。また、整流化直流電源は、低周波交流を
直流に整流する整流機能と非直流平滑化直流を平滑化直
流に変換する平滑化機能とを備えている。整流機能は、
各種回路方式の整流回路の中から所望により任意に採用
することができる。たとえば、ブリッジ形全波整流回
路、倍電圧形全波整流回路、センタータップ形全波整流
回路、半波整流回路などを用いて構成することができ
る。平滑化機能は、平滑コンデンサおよびアクティブフ
ィルタのいずれで構成してもよい。平滑コンデンサは、
整流回路の非平滑直流電圧を平滑にするための手段であ
り、一般的には整流回路の回路方式に応じて電解コンデ
ンサを一個または複数個用いる。アクティブフィルタ
は、昇圧チョッパ、降圧チョッパなどの他に、高周波電
圧を発生する高周波インバータのスイッチング手段を利
用してアクティブフィルタの作用をも行う複合形インバ
ータであってもよい。アクティブフィルタを用いると、
低周波交流電圧の各半サイクルのほぼ全位相域にわたっ
て平滑コンデンサが充電されるように構成し得るため、
高力率、低高調波歪にすることができる。平滑化機能を
上記のいずれの構成であったとしても、ほぼ完全にフラ
ットな平滑化直流電圧を得るように構成することもでき
るが、要すれば適度のリップルを含むような平滑化直流
を得るような構成であってもよい。

【００３４】（スイッチング手段について）高周波イン
バータの主体部分を構成するために本発明においては、
少なくとも１個のスイッチング手段を用いる。高周波イ
ンバータの回路形式は自由であり、特定の回路形式に限
定されない。たとえば、交互にスイッチングする直列接
続された一対のスイッチング手段を用いるハーフブリッ
ジ形インバータや並列形インバータ、１個のスイッチン
グ手段を用いる一石形インバータなどを採用することが
できる。なお、スイッチング手段が高周波スイッチング
を行うために、起動回路およびドライブ信号発生回路な
どを高周波インバータに付設することができる。

【００３５】また、スイッチング手段は、電流ドライブ
形のスイッチング手段たとえばバイポーラ形トランジス
タ、ならびに電圧ドライブ形のスイッチング手段たとえ
ばＦＥＴのいずれのドライブ形式のものであってもよ
い。ＦＥＴとしては、ＭＯＳＦＥＴを用いることができ
る。ＭＯＳＦＥＴは、Ｎチャンネル形およびＰチャンネ
ル形のいずれであってもよい。

【００３６】さらに、スイッチング手段は、高周波イン
バータの主体部分だけでなく、前述したように、アクテ
ィブフィルたとしても作用する複合回路方式を構成する
ことができる。

【００３７】さらにまた、高周波インバータは、自励形
および他励形のいずれであってもよい。

【００３８】（負荷回路について）負荷回路は、少なく
とも共振インダクタンスおよびコンデンサを含む負荷共
振回路を備えている。そして、負荷共振回路のコンデン
サの少なくとも一部と蛍光ランプの一対のフィラメント
電極を含んでなる直列回路に対して当該蛍光ランプが並
列的に接続する。すなわち、負荷共振回路のコンデンサ
の少なくとも一部および一対のフィラメント電極は、蛍
光ランプに対して常時並列接続されたフィラメント予熱
回路を構成する。したがって、蛍光ランプの点灯中フィ
ラメント予熱回路には常時予熱電流が流れ、フィラメン
ト電極は、その予熱時抵抗／冷抵抗比が前述の所定の範
囲（非調光時において３．０〜４．５、調光時において
４．０〜５．５）内になるように点灯回路手段が設定さ
れている。これを実現するためには、たとえば負荷回路
の電圧・電流特性を調整したり、およびまたはフィラメ
ント電極にバイパスコンデンサを接続してフィラメント
予熱電流を調整したりすればよい。そうして、予熱時抵
抗／冷抵抗比を所定の範囲内になるように点灯回路手段
を設定することにより、調光時には、フィラメント電圧
またはフィラメント電流が増大してフィラメント予熱量
が非調光時より所定範囲内で増加する。

【００３９】また、負荷回路は、共振インダクタンスお
よびコンデンサをそれぞれ一個または複数個のインダク
タおよびコンデンサから構成することができる。なお、
共振インダクタンスは、蛍光ランプに対して直列接続さ
れて蛍光ランプの負特性を補償して、所定のランプ電流
を通流させるための限流作用をも行う。そして、チョー
クコイル、漏れ変圧器などのインダクタによって構成す
ることができる。

【００４０】一方、コンデンサの一部として直流カット
コンデンサを含むことができる。これにより、高周波イ
ンバータに対して導電的に接続した回路方式を採用する
ことができる。一般に直流カットコンデンサは、静電容
量の大きなコンデンサを用いるので、負荷共振回路には
ほとんど寄与しないが、静電容量を相対的に小さくして
負荷共振回路のコンデンサの明らかな一部を担当するよ
うに構成することもできる。なお、蛍光ランプは、コン
デンサの一部または全部と並列に接続される。

【００４１】＜カバーについて＞カバーは、少なくとも
その内部に点灯回路手段を収納するとともに、蛍光ラン
プを支持し、かつその基端に口金を支持する。さらに、
グローブを備えた電球形蛍光ランプにおいては、グロー
ブをカバーに固定する。しかし、本発明の電球形蛍光ラ
ンプは、グローブを備えていることを必須とするもので
はなく、Ｄ形と称されるグローブを備えていない構成で
あってもよい。

【００４２】点灯回路手段をカバーの内部に収納し、か
つ定置するために、補助的な部材たとえばグローブを備
えている場合には仕切り板を、またグローブを備えてい
ない場合にはキャップを利用することができる。すなわ
ち、仕切り板やキャップに配線基板を支持させるととも
に、仕切り板やキャップをカバーの開口端を塞ぐように
カバーに装着することにより、配線基板をカバー内に収
納させることができる。この場合、さらに仕切り板をグ
ローブと一緒にカバーに固定することができる。しか
し、要すれば、配線基板を直接カバー内に支持させて収
納することができるのはいうまでもない。

【００４３】また、蛍光ランプをカバーに支持させるの
にも仕切り板やキャップを用いることができる。すなわ
ち、蛍光ランプを仕切り板やキャップに支持させ、仕切
り板やキャップをカバーの開口端に固定する。そうし
て、カバーの開口端に仕切り板やｓを装着することによ
って、カバーに不要な開口ができないようにすることが
できる。

【００４４】さらに、カバーは、その基端に口金を支持
し、かつ白熱電球用照明器具への適合率を高めるため
に、中間部から基端部にかけて細く形成するのがよい。
しかし、カバー全体の形状は、電球形蛍光ランプとして
のデザインを考慮して決定されるべきである。すなわ
ち、グローブを備えている場合のカバーと、グローブを
備えていないで、蛍光ランプが露出する場合のカバーと
では、主としてデザイン的配慮から、カバーの形状が大
きく異なるのは当然である。

【００４５】また、グローブの形状に応じてカバーの形
状が異なるべきものである。たとえば、Ｇ形グローブの
場合には、カバーをグローブと協働してＧ形バルブに近
い形状になるように、球体の一部のような形状にするこ
とができる。また、Ａ形グローブの場合にも、カバーを
グローブと協働してなるべくＡ形バルブに近い形状にな
るような形状にすることができる。

【００４６】＜口金について＞口金は、受電手段である
とともに、電球形蛍光ランプを機械的に支持する手段と
して機能する。そして、既知の口金を適宜選定して用い
ることができるが、電球形蛍光ランプとして多用されて
いるＥ２６形ねじ口金が適当である。

【００４７】また、口金をカバーに支持させるための手
段は、特に制限されないので、既知の支持手段たとえば
ポンチによる機械的固着すなわち加締めなどによって支
持すればよい。

【００４８】＜その他の構成について＞１入力インピーダンス調整手段について低周波交流電源の各半サイクルにおいて、調光器のサイ
リスタなどの位相制御素子がオフしている休止区間に電
球形蛍光ランプに印加される電圧は、休止区間中の調光
器のインピーダンスと、電球形蛍光ランプの入力インピ
ーダンスとの按分比により決定される。そこで、上記区
間中に電球形蛍光ランプに印加される電圧を所望の小さ
な値にしたい場合、その入力端子間に入力インピーダン
ス調整手段を挿入することができる。入力インピーダン
ス調整手段としては、たとえばコンデンサおよび抵抗器
の直列回路により構成することができる。また、入力イ
ンピーダンス調整手段にスイッチ手段を直列に挿入し、
スイッチ手段を調光器の位相制御素子の休止区間中にの
みオンするように制御することにより、オン区間中の入
力インピーダンス調整手段に生じる電力損失を低減する
ことができる。

【００４９】２調光器について調光器は、一般的に電球形蛍光ランプを構成する回路要
素ではなく、室内の壁面に埋設されたり、照明器具に内
蔵されて用いられるが、本発明においては、要すれば電
球形蛍光ランプに組み込むことが許容される。また、調
光器は、位相制御素子と、位相制御素子のオン位相を制
御する操作回路とを主構成要素としている。位相制御素
子は、トライアックなどのサイリスタなどの無接点スイ
ッチ素子からなる。また、操作回路は、位相制御素子の
制御端子に所望位相の導通信号を供給する回路で、可変
抵抗器およびコンデンサを直列に接続してなる移相回路
およびダイアックなどのトリガー素子を備えている。ま
た、位相制御素子に並列にコンデンサを接続して、位相
制御素子のスイッチングに伴って発生するノイズを吸収
するように構成されている。３高周波出力制御手段に
ついて負荷の蛍光ランプに対する点灯回路手段の高周波出力を
調光器の調光位相０〜９０°に応じて円滑に制御するた
めに、高周波出力制御手段を必要に応じて配設すること
ができる。すなわち、調光器の調光位相０〜９０°の範
囲においては、平滑コンデンサの充電電圧の変化が少な
いので、調光位相を変化させた割に蛍光ランプが実際に
調光される割合が少ない。そこで、この範囲において調
光位相に応じた大きな調光割合の実現を希望する場合に
は、スイッチング手段のスイッチング周波数を調光位相
に応じて変化させるとよい。負荷回路には、蛍光ランプ
の限流インピーダンスとして作用する共振インダクタン
スが含まれているので、スイッチング手段のスイッチン
グによって発生した高周波電圧の周波数を変化させる
と、共振インダクタンスのインピーダンス、したがって
負荷共振回路の共振度合が変化し、蛍光ランプに投入さ
れる電力が変化して、調光が行われる。高周波の周波数
を調光位相に応じて変化させるには、たとえば入力電圧
を検出し、その検出電圧に応じてスイッチング手段のス
イッチング周波数を各半サイクル中ほぼ一定の周波数に
なるように制御する。また、別の手段としては、入力電
圧の休止区間とオン区間とを判別して、休止区間のスイ
ッチング周波数を高く、オン区間の周波数を低く設定す
る。これにより、オン区間が多くなって調光位相が小さ
くなれば、高周波出力が増大し、反対にオン区間が少な
くなって調光位相が大きくなれば、高周波出力が減少す
る。

【００５０】４調光位相保護回路について調光位相が不安定点灯領域に入る前に蛍光ランプを強制
的に消灯させる保護回路を所望により配設することがで
きる。保護回路を配設しても、所定の調光位相までは、
電球形蛍光ランプを点灯可能にする。なお、「調光位
相」とは、低周波交流電源電圧の各半波における位相制
御が開始される位相を意味する。本発明において、蛍光
ランプを消灯、すなわち保護動作をする所定の調光位相
は、これを電球形蛍光ランプの構成に応じて適宜設定す
ることができる。たとえば、明るさのちらつきの防止や
平滑コンデンサの保護などが施されていることによって
位相制御された入力電圧が印加されても別段差し支えな
い場合には、調光位相９０°を超えているとともに、１
８０°になる以前の適当な位相に設定する。

【００５１】また、所定の調光位相になったことを検出
するのは、適当な手段によることができる。たとえば、
平滑コンデンサに流入する突入電流を検出する、平滑コ
ンデンサの充電電圧（すなわち平滑化電圧）を検出す
る、入力電圧の実効的な高さを検出する、調光位相をデ
ィジタル演算処理により検出する、などの手段を適宜選
択して用いればよい。

【００５２】さらに、スイッチング手段を制御して保護
動作を行うには、スイッチング手段が高周波インバータ
としての動作を行わないようにすればよい。たとえば、
スイッチング手段のドライブ端子を短絡してドライブ信
号が到来してもスイッチング手段がドライブされないよ
うに不能化する、ドライブ信号がスイッチング手段に到
来しないようにドライブ回路を開放する、などの手段を
用いることができる。さらにまた、複数のスイッチング
手段が用いられている場合、全部または一部のスイッチ
ング手段を制御することができる。

【００５３】＜本発明の作用について＞低周波交流電圧
は、整流化直流電源により整流され、平滑化されて平滑
化直流電圧に変換される。なお、平滑コンデンサの充電
電圧は、低周波的に見たときに多少のリップルを含んで
いたとしても、高周波的に見たときに、一定であるとし
て差し支えない。直流電圧は、スイッチング手段に印加
され、スイッチング手段のスイッチングによりさらに高
周波交流電圧に変換される。この高周波交流電圧は、負
荷回路に印加される。その結果、負荷共振回路が高周波
電圧に共振して正弦波形の高周波振動を行い、負荷共振
回路のコンデンサの両端に現れる共振電圧が蛍光ランプ
に印加され、蛍光ランプの始動を促進することができ
る。また、蛍光ランプの一対のフィラメント電極におけ
る非電源側端子間に負荷共振回路のコンデンサが接続さ
れていることにより、フィラメント加熱回路を形成して
いて、一対のフィラメント電圧が予熱され、蛍光ランプ
の始動を促進する。蛍光ランプが始動すると、負荷共振
回路の共振インダクタンスを介して蛍光ランプにランプ
電流が流れて蛍光ランプは点灯する。

【００５４】次に、調光器を経由して電球形蛍光ランプ
を低周波交流電源に接続した場合について説明する。す
なわち、各半サイクルにおいて、調光器のサイリスタな
どの位相制御素子がオンすることによって位相制御され
て実効電圧が低下した低周波交流電圧が電球形蛍光ラン
プの点灯回路手段の入力端に印加される。そして、整流
化直流電源で整流され、平滑化されてから、スイッチン
グ手段に印加されて高周波交流電圧に変換される。その
結果、高周波交流電圧が低下し、これに伴って負荷回路
を介して蛍光ランプの一対の電極間に印加される電圧も
低下するので、調光が行われる。しかし、調光位相が０
〜９０°の間は、低周波交流電圧のピーク値を含む電圧
が入力される関係で、高周波交流電圧の周波数を調光度
に合わせて変化させるなどの特別な制御をしない場合に
は、平滑コンデンサの充電電圧はピーク値に等しくなる
ので、調光位相に対する蛍光ランプの調光度合は少なく
なる。これに対して、調光位相が９０°を超えると、調
光位相に応じて入力電圧の波高値が変化するから、平滑
コンデンサの充電電圧も変化するので、調光度合が多く
なる。

【００５５】ところで、本発明においては、フィラメン
ト電極の冷抵抗と予熱時抵抗／冷抵抗比とを既述のよう
に所定範囲内に規定していることにより、非調光時およ
び調光時のいずれの点灯モードにおいても、それぞれの
点灯モードに所要のフィラメント予熱を行うことができ
る。このため、フィラメント電極の寿命を損なうことな
く調光点灯に対応する電球形蛍光ランプを得ることがで
きる。

【００５６】また、点灯回路手段の回路回路構成を簡単
にしても、フィラメント電極の寿命を所要に確保できる
ので、小形化を損なうことなく、しかも安価に、調光点
灯に対応する電球形蛍光ランプを得ることができる。

【００５７】請求項２の発明の電球形蛍光ランプは、請
求項１記載の電球形蛍光ランプにおいて、蛍光ランプの
一対のフィラメント電極に対して並列接続されたバイパ
スコンデンサを具備していることを特徴としている。

【００５８】本発明は、フィラメント電流を調整する簡
単にして確実な回路手段を規定している。すなわち、フ
ィラメント予熱回路の負荷共振回路を構成するコンデン
サ部分に流れる予熱電流が一定と仮定した場合、バイパ
スコンデンサがなければ、フィラメント電極に全予熱電
流が流れる。これに対して、バイパスコンデンサがフィ
ラメント電極に並列接続されていれば、フィラメント電
極のインピーダンスとバイパスコンデンサのインピーダ
ンスとの比に逆比例してバイパスコンデンサに予熱電流
の一部がバイパスする。このため、フィラメント電極に
流れる予熱電流を少なくして、フィラメント電極の予熱
時抵抗を所望に調整することができる。

【００５９】また、バイパスコンデンサには、実質的に
電力損失を生じないので、回路効率の低下は殆どない。

【００６０】請求項３の発明の電球形蛍光ランプは、請
求項１または２記載の電球形蛍光ランプにおいて、蛍光
ランプは、透光性放電容器の外径が１２ｍｍ以下で、放
電路長が２００〜５００ｍｍであることを特徴としてい
る。

【００６１】本発明は、調光点灯に対応し、しかもフィ
ラメント電極の寿命を確保するためには、フィラメント
電極の冷抵抗に加えて、透光性放電容器の管径および放
電路長が影響するとの本発明者の知見によりなされたも
のである。

【００６２】すなわち、本発明においては、まずフィラ
メント電極の冷抵抗が０．８〜６Ωであることを規定し
ている。冷抵抗が高いほどフィラメント予熱を十分にと
れるが、６Ωを超えると、予熱が過剰になるとともに、
負荷回路の始動性が低下するので、不可である。反対
に、０．８Ω未満であると、フィラメント電極の温度上
昇が低下して予熱不足となり、寿命末期時の信頼性が低
下するので、不可である。

【００６３】次に、コンデンサ予熱方式においては、管
径が１２ｍｍより大きいと、調光度に対するランプ電圧
およびフィラメント電圧の変化が少なくて、深調光のと
きに所要のフィラメント電圧が得られない。すなわち、
深調光度のときに最適フィラメント予熱を行うことがで
きないため、フィラメント電極の寿命を確保することが
できない。これに対して、透光性放電容器の管径が１２
ｍｍ以下であれば、調光度に対するランプ電圧およびフ
ィラメント電極の変化が多くなり、したがって深調光度
のときにも最適フィラメント予熱を行うことができる。
また、管径が１２ｍｍ以下であれば、電球形蛍光ランプ
の小形化にも効果的である。

【００６４】また、コンデンサ予熱方式において、フィ
ラメント電圧は、蛍光ランプのランプ電圧により影響を
受け、所望のフィラメント電圧は、放電路長が２００〜
５００ｍｍの範囲にある場合に得られる。放電路長が５
００ｍｍを超えると、フィラメント電圧が高くなりすぎ
る。また、放電路長が２００ｍｍ未満であると、フィラ
メント電圧が低くなりすぎる。なお、放電路長は、好適
には３００〜４２０ｍｍである。

【００６５】そうして、本発明においては、小形で、回
路構成が簡単でありながら、調光時のフィラメント電極
の予熱を所要に行えるので、フィラメント電極の寿命を
確保することができる。

【００６６】請求項４の発明の照明装置は、照明装置本
体と；照明装置本体に配設された請求項１ないし３記載
の電球形蛍光ランプと；を具備していることを特徴とし
ている。本発明において、「照明装置」とは、電球形蛍
光ランプの発光を利用するあらゆる装置を含む広い概念
である。たとえば、照明器具、表示灯などを含む。な
お、「照明装置本体」とは、照明装置から電球形蛍光ラ
ンプを除いた残余の部分をいう。

【００６７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００６８】図１は、本発明の電球形蛍光ランプの第１
の実施形態を示す正面図である。

【００６９】図２は、同じく蛍光ランプを展開状態にし
て示す正面図である。

【００７０】図３は、同じく蛍光ランプの底面図であ
る。

【００７１】各図において、１は蛍光ランプ、２は点灯
回路手段、３はカバー、４はキャップ、５は口金であ
る。

【００７２】＜蛍光ランプ１について＞蛍光ランプ１
は、透光性放電容器１ａ、電極１ｂ、蛍光体層１ｃ、主
アマルガム１ｄおよび補助アマルガム１ｅ、１ｇを備え
ている。

【００７３】透光性放電容器１ａは、３本の外径１０ｍ
ｍのＵ字状ガラス管１ａ１を２つの連結管１ａ２によっ
て連結して屈曲した１本の放電路を形成しているととも
に、図３に示すように、各Ｕ字状ガラス管１ａ１が仮想
円周上に等配されて、正三角形の各辺に位置するように
配置され、全体としてコンパクトな形に形成されてい
る。また、各Ｕ字状ガラス管１ａ１は、その両端にピン
チシール部１ａ３が形成されているとともに、それぞれ
１個の細管１ａ４が一つのピンチシール部１ａ３から外
部へ突出している。細管１ａ４は、透光性放電容器１ａ
の内部に連通しているが、便宜上中央の細管のみを内部
が透視可能に図示している。細管１ａ４は、透光性放電
容器１の内部を排気したり、主アマルガム１ｄの収納や
希ガスを封入したりする際に利用される。連結管１ａ２
は、吹き破り法によって形成されている。

【００７４】電極１ｂは、フィラメント電極によって構
成されている。そして、電極１ｂは、タングステン線か
らなるトリプルコイル構造に形成され、３次コイルにア
ルカリ土類金属からなる電子放射性物質が塗布されてい
る。

【００７５】主アマルガム１ｄは、透光性放電容器１の
細管１ａ４内に収納されている。また、主アマルガム１
ｄは、Ｚｎ−Ｈｇからなり、粒径約２．０ｍｍの粒子１
個を封入している。

【００７６】補助アマルガム１ｅは、インジウムからな
り、ステンレス基板に鍍金され、ステンレス基板を電極
１ｂを支持する内部導入線に溶接されている。補助アマ
ルガム１ｇは、１ｅと基本的に同様な構成であるが、透
光性放電容器１ａの中間位置においてＵ字状ガラス管１
ａ１のピンチシール部１ａ４を貫通した導入線に溶接さ
れて支持されている。

【００７７】＜点灯回路手段２について＞点灯回路手段
２は、その回路構成の詳細については後述するが、ハー
フブリッジ形インバータを主体として構成されていて、
蛍光ランプ１を付勢して点灯させるもので、後述するカ
バー３内に収納されている。そして、高周波出力端は、
後述するように蛍光ランプ１に所要に接続されている。
また、点灯回路手段２は、配線基板２ａおよびこれに実
装された回路部品２ｂからなる。そして、主な回路部品
２ｂは、配線基板２ａの下面に実装されている。一方、
回路部品２ｂは、カバー３の内部の空洞が略逆切頭円錐
状をなしているので、それに合わせて輪郭が背の高いコ
ンデンサなどの回路部品を頂点とする概ね逆円錐状にな
るように配線基板２ａに実装されている。また、一対の
スイッチング手段は、ＤＩＰ端子を備えたドレイン露出
モールドパッケージ形ＭＯＳＦＥＴからなる。

【００７８】＜カバー３について＞カバー３は、白色の
遮光性の耐熱性合成樹脂を成形してカップ状の筒体に構
成されている。そして、基端３ａが細く絞られ、先端３
ｂが開口し、内部が回路部品を収納する空洞を形成して
いる。

【００７９】＜口金４について＞口金４は、Ｅ２６形ね
じ口金からなり、カバー３の基端３ａにポンチによる加
締めによって装着されている。なお、点灯回路手段２の
入力端は口金４のセンターコンタクトと、口金シェルと
に接続されている。

【００８０】＜キャップ５について＞キャップ５は、蛍
光ランプ１および配線基板２ａを支持しているととも
に、カバー３の先端の開口を閉塞している。

【００８１】以下、回路構成について説明する。

【００８２】図４は、本発明の電球形蛍光ランプの第１
の実施形態における点灯回路手段および調光器を示す回
路図である。

【００８３】図５は、同じく調光器を示す回路図であ
る。

【００８４】各図において、ＡＳは低周波交流電源、
ａ、ｂは交流端子、ＤＭは調光器、ｃ、ｄは入力端子、
ｆは過電流フューズ、ＮＦはノイズフィルタ、ＲＤＣは
整流化直流電源、Ｑ１、Ｑ２は第１および第２のスイッ
チング手段、ＬＣは負荷回路、ＦＤＧは帰還形ドライブ
信号発生回路、ＳＴは起動回路、Ｄｅｆはいのイーダン
ス調整手段である。以上の各構成要素ごとに説明する。

【００８５】＜低周波交流電源ＡＳについて＞低周波交
流電源ＡＳは、商用１００Ｖ交流電源からなる。

【００８６】＜交流端子ａ、ｂについて＞交流端子ａ、
ｂは、点灯回路手段としての入力端であり、低周波交流
電源ＡＳの両極に接続する。

【００８７】＜調光器ＤＭについて＞調光器ＤＭは、図
５に示すように、端子ｔ１、ｔ２、トライアックＴＲＩ
ＡＣ、操作回路ＯＣおよびコンデンサＣ２を備えてい
る。端子ｔ１は、図４において交流端子ａに接続する。
端子ｔ２は、同様に入力端子ｃに接続される。また、端
子ｔ１、ｔ２間にはトライアックＴＲＩＡＣおよびコン
デンサＣ３が並列接続されている。操作回路ＯＣは、移
相回路ＰＳＣおよびダイアックＤＩＡＣを備えている。
移相回路ＰＳＣは、可変抵抗器Ｒ１およびコンデンサＣ
２の直列回路からなるとともに、トライアックＴＲＩＡ
Ｃに並列接続され、移相出力端子とトライアックＴＲＩ
ＡＣのトリガー端子との間にダイアックＤＩＡＣが接続
されている。＜入力端子ｃ、ｄについて＞入力端子
ｃ、ｄは、点灯回路手段の入力端を構成しており、図１
の口金４に接続している。

【００８８】＜過電流フューズｆについて＞過電流フュ
ーズｆは、図１の点灯回路手段２の回路部品２ｂを実装
する配線基板２ａに一体に形成したパターンヒューズか
らなり、低周波交流電源ＡＳから調光器ＤＭを介して電
球形蛍光ランプに流入する入力電流が過電流になった際
に、溶断して回路が焼損しないように保護する。

【００８９】＜ノイズフィルタＮＦについて＞ノイズフ
ィルタＮＦは、低周波交流電源ＡＳと整流化直流電源Ｒ
ＤＣとの間において線路に直列に挿入されるインダクタ
Ｌ１および調光器ＤＭと整流化直流電源ＲＤＣとの間に
おいて線路間に並列的に接続されるコンデンサＣ４から
なり、高周波インバータＨＦＩにおけるスイッチングに
よって発生する高周波ノイズを低周波交流電源ＡＳ側に
流出しないように除去する。

【００９０】＜整流化直流電源ＲＤＣについて＞整流化
直流電源ＲＤＣは、ブリッジ形全波整流回路ＦＢＲおよ
び複合化昇圧チョッパＢＵＴからなる。

【００９１】ブリッジ形全波整流回路ＦＢＲは、その交
流入力端がノイズフィルタＮＦの出力端間に接続してい
る。

【００９２】複合化昇圧チョッパＢＵＴは、インダクタ
Ｌ２、高周波電流通路ＨＣＰ、スイッチング手段Ｑ２、
ダイオードＤ２および平滑コンデンサＣ１を主な構成要
素としている。そして、インダクタＬ２の一端は、ダイ
オードＤ１を介して全波整流回路ＦＢＲの正極に接続
し、他端は高周波電流通路ＨＣＰの一端およびダイオー
ドＤ２のアノードに接続している。高周波電流通路ＨＣ
Ｐは、コンデンサＣ８を直列に含んでいて、その他端は
後述する負荷回路ＬＣの限流インダクタンスＬ３の中点
に接続している。しかし、共振インダクタンスＬ３と直
流カットコンデンサＣ５との接続点に接続してもよい。
スイッチング手段Ｑ２については後述する。ダイオード
Ｄ２は、そのカソードが平滑コンデンサＣ１の正極に接
続している。平滑コンデンサＣ１は、その負極が全波整
流回路ＦＢＲの負極に接続している。

【００９３】＜第１および第２のスイッチング手段Ｑ
１、Ｑ２について＞第１のスイッチング手段Ｑ１は、Ｎ
チャンネル形ＭＯＳＦＥＴからなる。そして、第１のス
イッチング手段Ｑ１のドレインが複合化昇圧チョッパＢ
ＵＴの平滑コンデンサＣ１の正極に接続している。第２
のスイッチング手段Ｑ２は、Ｐチャンネル形ＭＯＳＦＥ
Ｔからなる。そうして、第２のスイッチング手段Ｑ２
のソースが第１のスイッチング手段Ｑ１のソースに接続
し、ドレインが平滑コンデンサＣ１の負極に接続するこ
とにより、第１および第２のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ
２は平滑コンデンサＣ１の平滑化直流電圧が印加される
ように直列接続している。

【００９４】＜負荷回路ＬＣについて＞負荷回路ＬＣ
は、共振インダクタンスＬ３、直流カットコンデンサＣ
５および共振電圧取り出し用コンデンサＣ６の直列回路
によって構成されていて、第２のスイッチング手段Ｑ２
に並列接続している。そして、直流カットコンデンサＣ
５および共振電圧取り出し用コンデンサＣ６は、本発明
にいう負荷共振回路のコンデンサを構成する。ただし、
直流カットコンデンサＣ３は、その静電容量が相対的に
大きいので、負荷共振回路のコンデンサとしては共振電
圧取り出し用コンデンサ６が支配的に作用する。

【００９５】また、共振電圧取り出し用コンデンサＣ６
の両端に位置して蛍光ランプＦＬの一対のフィラメント
電極Ｅ１、Ｅ２が直列接続して直列回路を形成し、この
直列回路に対して蛍光ランプが並列接続される。したが
って、共振電圧取り出し用コンデンサＣ６は、蛍光ラン
プＦＬに対してコンデンサ方式のフィラメント予熱回路
ＦＨＣを形成している。なお、蛍光ランプＦＬは、図１
ないし図３に示す構成である。

【００９６】共振インダクタンスＬ３は、負荷を構成す
る蛍光ランプＦＬに対して限流インピーダンスを提供す
るとともに、中間タップｃｔを備えている。

【００９７】＜帰還形ドライブ信号発生回路ＦＤＧにつ
いて＞帰還形ドライブ信号発生回路ＦＤＧは、不飽和構
成の帰還変圧器ＮＳＴ、ドライブ共振回路ＤＲＣおよび
ドライブ保護回路ＤＰからなる。

【００９８】（不飽和構成の帰還変圧器ＮＳＴについ
て）不飽和構成の帰還変圧器ＮＳＴは、コアＣＯ、１次
巻線ｗｐおよび２次巻線ｗｓからなる。

【００９９】コアＣＯは、ドラム形のフェライトコアに
よって構成されており、磁路が開放しているために、飽
和しないようになっている。

【０１００】１次巻線ｗｐは、２次巻線ｗｓの上に絶縁
被覆導線を１０ターン巻回して形成されている。そし
て、一端が２次巻線ｗｓの一端すなわち第１および第２
のスイッチング手段Ｑ１、Ｑ２のソースに、また他端が
共振インダクタンスＬ３の一端に接続している。したが
って、１次巻線ｗｐは、負荷回路ＬＣに直列に挿入され
ている。

【０１０１】２次巻線ｗｓは、コアの上に絶縁被覆導線
を２７０ターン巻回して形成されている。そして、一端
が第１および第２のスイッチング手段Ｑ１、Ｑ２のソー
スに接続されている。

【０１０２】（ドライブ共振回路ＤＲＣについて）ドラ
イブ共振回路ＤＲＣは、不飽和構成の帰還変圧器ＮＳＴ
の２次巻線ｗｓおよびドライブ共振静電容量を構成する
コンデンサＣ７を並列接続することにより、２次巻線ｗ
ｓのインダクタンスＬn2とコンデンサＣ７のドライブ共
振静電容量とで形成された直列共振回路である。すなわ
ち、コンデンサＣ７は、その一端が２次巻線ｗｓに並列
接続している。そして、コンデンサＣ７および２次巻線
ｗｓの高電圧がわの接続点をコンデンサＣ８を介して第
１および第２のスイッチング手段Ｑ１、Ｑ２のゲートに
接続し、低電圧側の接続点を第１および第２のスイッチ
ング手段Ｑ１、Ｑ２のソースに接続している。

【０１０３】そうして、２次巻線ｗｓに誘起される帰還
電圧は、ドライブ共振回路ＤＲＣにおいて直列共振す
る。

【０１０４】（ドライブ保護回路ＤＰについて）ドライ
ブ保護回路ＤＰは、一対のツェナーダイオードＺＤ１、
ＺＤ２の逆直列回路からなり、第１および第２のスイッ
チング手段Ｑ１、Ｑ２のゲート・ソース間に接続されて
いる。

【０１０５】＜起動回路ＳＴについて＞起動回路ＳＴ
は、抵抗器Ｒ４、抵抗器Ｒ３およびコンデンサＣ８、２
次巻線ｗｓ、ならびに抵抗器Ｒ５の直列回路により構成
されている。

【０１０６】抵抗器Ｒ４は、その一端が平滑化回路Ｃ１
の正極に接続し、他端が第１のスイッチング手段Ｑ１の
ゲートに接続されている。抵抗器Ｒ５は、第２のスイッ
チング手段Ｑ２のソース・ドレイン間に並列接続されて
いる。

【０１０７】したがって、起動回路ＳＴは、平滑化回路
Ｃ１の出力端間に直列接続されている。

【０１０８】＜入力インピーダンス調整手段Ｄｅｆにつ
いて＞入力インピーダンス調整手段Ｄｅｆは、コンデン
サＣ９および抵抗器Ｒ６の直列回路からなり、整流回路
ＦＢＲの直流出力側において両線路間に跨って接続され
ている。そして、調光器を介して点灯する際に、調光器
がオンした瞬間に振動によって入力電流が零にならない
ようにする。

【０１０９】〔回路動作について〕まず、調光器ＤＭが
接続されていないときの高周波インバータＨＦＩの動作
について説明する。

【０１１０】低周波交流電源ＡＳを投入すると、平滑コ
ンデンサＣ１からの平滑化された直流電圧が直列接続さ
れた第１および第２のスイッチング手段Ｑ１、Ｑ２のド
レイン・ソース間に印加される。しかし、第１および第
２のスイッチング手段Ｑ１、Ｑ２は、ゲート電圧が印加
されていないので、オフ状態のままである。

【０１１１】また、上記の直流電圧は、同時に起動回路
ＳＴにも印加され、それぞれの抵抗値に応じた電圧降下
を生じる。その結果、抵抗器Ｒ３に並列接続しているコ
ンデンサＣ８の電圧降下が第１のスイッチング手段Ｑ１
のゲート・ソース間に印加され、その充電電荷がゲート
・ソース間に放電される。これにより、第１のスイッチ
ング手段Ｑ１は、チャンネルが形成されてオンする。こ
れに対して、第２のスイッチング手段Ｑ２は、ドライブ
保護回路ＤＰの電圧降下が逆方向なので、オフ状態を維
持する。

【０１１２】そうして、第１のスイッチング手段Ｑ１が
オンすると、平滑化回路Ｃ１の正極から第１のスイッチ
ング手段Ｑ１のドレイン・ソースおよび不飽和構成の帰
還変圧器ＮＳＴの１次巻線ｗｐを直列に介して負荷回路
ＬＣすなわち共振インダクタンスＬ３、直流カットコン
デンサＣ５、コンデンサＣ６および平滑化回路Ｃ１の負
極の経路を電流が流れる。このとき負荷回路ＬＣの共振
インダクタンスＬ３、直流カットコンデンサＣ５および
コンデンサＣ６の直列共振回路が共振してコンデンサＣ
６の端子電圧が高くなり、かつ充電される。

【０１１３】また、不飽和構成の変圧器ＮＳＴの１次巻
線ｗｐに電流が流れたことにより、電流波形に比例した
波形の電圧が２次巻線ｗｓに誘起される。

【０１１４】一方、不飽和構成の変圧器ＮＳＴの２次巻
線ｗｓは、そのインダクタンスＬn2がコンデンサＣ７の
静電容量とドライブ共振回路ＤＲＣを形成しているの
で、２次巻線ｗｓの誘起電圧が共振する。そして、その
共振電圧は、コンデンサＣ８を介して第１のスイッチン
グ手段Ｑ１のゲート・ソース間に順方向電圧を引き続き
印加して、オン状態を維持する。

【０１１５】これに対して、上記共振電圧は、第２のス
イッチング手段Ｑ２のゲート・ソース間に対して逆方向
に印加されるので、第２のスイッチング手段Ｑ２は引き
続きオフ状態のままである。

【０１１６】ところが、ドライブ共振回路ＤＲＣの共振
電圧は、共振による振動によって次に極性が反転するの
で、そのとき第１のスイッチング手段Ｑ１のゲート・ソ
ース間電圧が逆電圧になってオフし、反対に第２のスイ
ッチング手段Ｑ２のゲート・ソース間電圧がドライブ方
向の極性になってオンする。

【０１１７】したがって、第１のスイッチング手段Ｑ１
のオン時間は、ドライブ共振回路ＤＲＣのコンデンサＣ
７のドライブ共振静電容量と不飽和構成の帰還変圧器Ｎ
ＳＴの２次巻線ｗｓのインダクタンスＬn2とにより決定
される。

【０１１８】第１のスイッチング手段Ｑ１がオフになる
と、共振インダクタンスＬ３に蓄積されていた電磁エネ
ルギーが放出されて、共振インダクタンスＬ３から直流
カットコンデンサＣ５、コンデンサＣ６、第２のスイッ
チング手段Ｑ２の寄生ダイオード、不飽和構成の帰還変
圧器ＮＳＴの１次巻線ｐおよび共振インダクタンスＬ３
の経路を引き続き電流が流れ続けるが、その電流が零に
なると、今度はコンデンサＣ６の充電電荷が直流カット
コンデンサＣ５、共振インダクタンスＬ３、不飽和構成
の帰還変圧器ＮＳＴの１次巻線ｗｐ、第２のスイッチン
グ手段Ｑ２、コンデンサＣ６の経路を放電し、電流が上
記とは逆方向に流れる。このとき、不飽和構成の帰還変
圧器ＮＳＴの２次巻線ｗｓに誘起される電圧は、上述と
逆になり、この電圧がドライブ共振回路ＤＲＣにおいて
共振し、その共振電圧が印加される第１のスイッチング
手段Ｑ１はオフ状態を維持し、第２のスイッチング手段
Ｑ２はオン状態を維持する。

【０１１９】ところが、ドライブ共振回路ＤＲＣの共振
電圧が振動して極性が反転すると、再び第１のスイッチ
ング手段Ｑ１がオンし、第２のスイッチング手段Ｑ２が
オフする。

【０１２０】その結果、共振インダクタンスＬ３に蓄積
されていた電磁エネルギーが放出された後、再び平滑化
回路Ｃ１の正極から、最初に説明したように電流が負荷
回路ＬＣに流れる。以下、以上説明した動作を繰り返し
て、ハーフブリッジ形インバータとして作動する。

【０１２１】なお、ドライブ共振回路ＤＲＣの共振電圧
が第１および第２のスイッチング手段Ｑ１、Ｑ２のゲー
ト・ソース間に印加される際に、過電圧の部分は、ドラ
イブ保護回路ＤＰに吸収されるので、ゲートは過電圧か
ら保護される。

【０１２２】ところで、負荷回路ＬＣにおいては、以上
の動作中共振コンデンサＣ６に電流が流れる際に、その
電流が蛍光ランプＦＬのフィラメント電極Ｅ１、Ｅ２に
フィラメント電流として流れてこれを通電加熱するの
で、フィラメント電極Ｅ１、Ｅ２は熱電子放出状態にな
り、しかも共振による高い電圧がフィラメント電極Ｅ
１、Ｅ２間に印加されるので、やがて蛍光ランプＦＬは
インスタントスタートのように始動して点灯する。

【０１２３】蛍光ランプが点灯すると、そのフィラメン
ト電極Ｅ１、Ｅ２間の電圧が直流電圧の半分程度の低い
ランプ電圧になるので、コンデンサＣ６の共振が緩和さ
れるが、不飽和構成の帰還変圧器ＮＳＴの１次巻線ｗｐ
にはランプ電流に比例した電圧誘起が継続される。

【０１２４】次に、複合化昇圧チョッパＢＵＴの作用に
ついて説明する。すなわち、以上の動作において、第２
のスイッチング手段Ｑ２がオンしたときに、全波整流回
路ＦＢＲの直流出力端の正極からダイオードＤ１、イン
ダクタＬ２、高周波電流通路ＨＣＰ、共振インダクタン
スＬ３の中点ｃｔ、共振インダクタンスＬ３の図におい
て左側部分、第２のスイッチング手段Ｑ２および全波整
流回路ＦＢＲの直流出力端の負極の経路を直接高周波電
流が流れる。また、一部の直接高周波電流は、蛍光ラン
プＦＬを通って流れる。そして、直接高周波電流が流れ
たときにインダクタＬ２に電磁エネルギーが蓄積され
る。引き続いて、第２のスイッチング手段Ｑ２がオフす
ると、インダクタＬ２に蓄積されていた電磁エネルギー
は、ダイオードＤ２を介して平滑コンデンサＣ１に流
れ、これを昇圧的に充電する。そうして、直接高周波電
流は、低周波交流電圧のほぼ全期間を通じて流れる。本
実施形態における電気特性の一例を以下に示す。入力電
力１６．４Ｗ、入力電流０．１９７ｍＡ、力率８２．５
％次に、調光器ＤＭによる調光動作について説明する。

【０１２５】調光器ＤＭのトライアックＴＲＩＡＣの休
止区間中にはコンデンサＣ２および電球形蛍光ランプの
入力インピーダンスによって按分された低い電圧が電球
形蛍光ランプに印加される。点灯回路手段２において
は、この休止区間の電圧が全波整流回路ＦＢＲで整流さ
れ、複合化昇圧チョッパＢＵＴの昇圧チョッパ的な動作
により平滑コンデンサＣ１を充電するので、この平滑化
された電圧を印加されてハーフブリッジ形インバータが
起動し、調光器ＤＭの導通の有無にかかわらず、全波整
流回路ＦＢＲの非平滑直流電圧のほぼ全期間わたって高
周波電流通路ＨＣＰおよび第２のスイッチング手段Ｑ２
を通じて比較的少ない値の直接高周波電流が流れる。な
お、直接高周波電流が流れることによるランプ効率の低
下を２％程度に抑制することが可能である。

【０１２６】一方、調光器ＤＭにおいては、その移相回
路ＰＳＣの出力電圧すなわちコンデンサＣ３の端子電圧
が上昇してダイアックＤＩＡＣがオンすると、トライア
ックＴＲＩＡＣにゲート電流が流入してオンする。そし
て、操作回路ＯＣの可変抵抗器Ｒ１の値を変えることに
より、移相が行われトライアックＴＲＩＡＣの導通位相
が変化して導通区間が変化する。このオン期間を通じて
トライアックＴＲＩＡＣには、電球形蛍光ランプにおけ
る直接高周波電流が流れるために、保持電流をオン期間
中確保することができる。

【０１２７】図６は、本発明の電球形蛍光ランプの第１
の実施形態における調光位相角に対する電流、電圧およ
び予熱時抵抗／冷抵抗比の変化を示すグラフである。

【０１２８】図において、横軸は調光位相角（°）を、
縦軸はランプ電流、ランプ電圧、フィラメント電圧およ
び予熱時抵抗／冷抵抗比を、それぞれ示す。

【０１２９】図から理解できるように、調光位相角が大
きくなるにしたがってランプ電流は低下し、ランプ電圧
およびフィラメント電圧は上昇していく。また、予熱時
抵抗／冷抵抗比も上昇していくが、冷抵抗値によってそ
の勾配および初期値が異なる。すなわち、曲線Ａが本実
施形態（冷抵抗０．３〜８Ω）、曲線Ｂが冷抵抗０．８
Ω未満の場合、曲線Ｃが冷抵抗８Ω超の場合である。そ
して、直線ａおよびｂの間の調光位相角が実質的な調光
時、曲線ａ以下の調光位相角が非調光時である。また、
直線ｃおよびｄの間の予熱時抵抗／冷抵抗比が非調光時
の値の範囲、直線ｄおよびｅの間の予熱時抵抗／冷抵抗
比が調光時の値の範囲である。

【０１３０】そうして、図から明らかなように、曲線Ｂ
では調光時にフィラメント予熱が過剰になり、曲線Ｃで
は非調光時にフィラメント予熱が過剰になる。

【０１３１】図７は、本発明の電球形蛍光ランプの第１
の実施形態における調光位相角に対するランプ電圧、フ
ィラメント電圧および予熱時抵抗／冷抵抗比の変化を比
較例のそれとともに示すグラフである。

【０１３２】図において、横軸は調光位相角（°）を、
縦軸はランプ電圧、フィラメント電圧および予熱時抵抗
／冷抵抗比を、それぞれ示す。なお、比較例は、透光性
放電容器の管径が１２．５ｍｍの他は本実施形態と同一
仕様の電球形蛍光ランプであって、図中曲線Ｙに示す。
また、本実施形態は曲線Ｘに示す。

【０１３３】図において、図６と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。図から明らかなよう
に、本実施形態の場合は、ランプ電圧およびフィラメン
ト電圧が調光時に調光位相角の変化に応じて敏感に変化
するが、比較例は変化が少ない。

【０１３４】また、予熱時抵抗／冷抵抗比は、調光時に
４．７５以上であれば、電子放射性物質のスパッタが殆
ど発生しないが、本実施形態にあっては直線ｆで示す位
相角以上の実質的な調光範囲において４．７５以上にな
っている。これに対して、比較例は調光時の殆どの位相
角範囲で４．７５以下であって、電子放射性物質のスパ
ッタが生じる。

【０１３５】図８、本発明の電球形蛍光ランプの第２の
実施形態を示す正面図である。

【０１３６】図において、図１と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。本実施形態は、蛍光ラ
ンプＬの透光性放電容器１ａのＵ字状ガラス管１ａ１が
異なる。すなわち、透光性放電容器１ａのＵ字状ガラス
管１ａ１は、屈曲部が角張っていて、その隅部に最冷部
が形成されるように構成されている。また、透光性放電
容器１ａに封入するイオン化媒体の水銀は、蒸気圧が高
くて液体水銀に近いアマルガムを用いている。

【０１３７】そうして、本実施形態においては、調光操
作に対する発光量の変化の追従性が良好になっている。

【０１３８】図９、本発明の電球形蛍光ランプの第２の
実施形態を示す回路図である。

【０１３９】図において、図４と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。本実施形態は、蛍光ラ
ンプＦＬの一対のフィラメント電極Ｅ１、Ｅ２に並列に
バイパスコンデンサＣ１０、Ｃ１０を接続して、フィラ
メント電流を所望に調整するように構成している点で異
なる。

【０１４０】図１０は、本発明の照明装置の一実施形態
としての電球形蛍光ランプを用いた壁面取付け灯を示す
正面図である。

【０１４１】図において、１１は照明装置本体、１２は
電球形蛍光ランプである。

【０１４２】照明装置本体１１は、陶器製で、内部が中
空で、下面が開口し、側面に取付け部が形成されてい
る。また、内部にはランプソケット１１ａが配設されて
いる。

【０１４３】電球形蛍光ランプ１２は、図１ないし図３
に示す構造であるが、全体としてグローブ５およびカバ
ー３がほぼ球形をなしたいわゆるＧ形をなしている。そ
して、その口金が照明装置本体１１の下面から内部に挿
入され、ランプソケット１１ａにねじ込まれることによ
って、電球形蛍光ランプ１２は照明装置本体１１に装着
されている。

【０１４４】

【発明の効果】請求項１ないし３の各発明によれば、屈
曲された放電路が内部に形成されるようにコンパクトな
形に形成されていて内面側に蛍光体層が配設された透光
性放電容器の両端に冷抵抗が０．８〜６Ωの一対のフィ
ラメント電極を封装し内部に水銀および希ガスを含むイ
オン化媒体を封入した蛍光ランプと、ノイズフィルタ、
整流回路、平滑コンデンサ、少なくとも１個のスイッチ
ング手段、ならびに負荷回路を備え、非調光時における
フィラメント電極の予熱時抵抗／冷抵抗比が３．０〜
４．５、調光時におけるフィラメント電極の予熱時抵抗
／冷抵抗比が４．０〜５．５になるように制御して蛍光
ランプを高周波点灯する点灯回路手段と、点灯回路手段
を内部に収納するカバーと、口金とを具備していること
により、非調光時および調光時のいずれの点灯モードに
おいても所要のフィラメント予熱を行いフィラメント電
極の寿命信頼性が低下しにくい電球形蛍光ランプを提供
することができる。

【０１４５】請求項２の発明によれば、加えて蛍光ラン
プの一対のフィラメント電極に対して並列接続されたバ
イパスコンデンサを備えていることにより、フィラメン
ト電極に流れるフィラメント電流の調整が容易な電球形
蛍光ランプを提供することができる。

【０１４６】請求項３の発明によれば、加えて蛍光ラン
プの透光性放電容器の外径が１２ｍｍ以下で、放電路長
が２００〜５００ｍｍあることにより、小形で、回路構
成が簡単でありながら、調光時にもフィラメント予熱を
所要に行い、フィラメント電極の寿命を確保し得る電球
形蛍光ランプを提供することができる。

【０１４７】請求項４の発明によれば、請求項１ないし
３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】本発明の電球形蛍光ランプの第１の実施形態を
示す正面図

【図２】同じく蛍光ランプを展開状態にして示す正面図

【図３】同じく蛍光ランプの底面図

【図４】本発明の電球形蛍光ランプの第１の実施形態に
おける点灯回路手段を示す回路図

【図５】同じく調光器を示す回路図

【図６】本発明の電球形蛍光ランプの第１の実施形態に
おける調光位相角に対する電流、電圧および予熱時抵抗
／冷抵抗比の変化を示すグラフ

【図７】本発明の電球形蛍光ランプの第１の実施形態に
おける調光位相角に対するランプ電流、フィラメント電
圧および予熱時抵抗／冷抵抗比の変化を比較例のそれと
ともに示すグラフ

【図８】本発明の電球形蛍光ランプの第２の実施形態を
示す正面図

【図９】本発明の電球形蛍光ランプの第２の実施形態を
示す回路図

【図１０】本発明の照明装置の一実施形態としての電球
形蛍光ランプを用いた壁面取付け灯を示す正面図

【符号の説明】

ＡＳ…低周波交流電源ａ…交流端子ｂ…交流端子ｃ…入力端子ｄ…入力端子ＤＭ…調光器ｆ…過電流フューズＮＦ…ノイズフィルタＤｅｆ…入力インピーダンス調整手段ＲＤＣ…整流化直流電源ＦＢＲ…全波整流回路ＢＵＴ…複合化昇圧チョッパＬ２…インダクタＤ２…ダイオードＣ１…平滑コンデンサＱ１…第１のスイッチング手段Ｑ２…第２のスイッチング手段ＳＴ…起動回路ＦＤＧ…帰還形ドライブ信号発生回路ＮＳＴ…不飽和構成の帰還変圧器ＣＯ…コアｗｐ…１次巻線ｗｓ…２次巻線ＤＲＣ…ドライブ共振回路ＤＰ…ドライブ保護回路ＤＣ２…第２のドライブ回路ＬＣ…負荷回路Ｌ３…共振インダクタンスｃｔ…中点Ｃ５…直流カットコンデンサＣ６…共振電圧取り出し用コンデンサＤＰ…ドライブ保護回路ＦＬ…蛍光ランプＥ１…フィラメント電極Ｅ２…フィラメント電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】屈曲された放電路が内部に形成されるよう
にコンパクトな形に形成されている透光性放電容器、透
光性放電容器の内面側に配設された蛍光体層、透光性放
電容器の両端に封装され冷抵抗が０．８〜６Ωの一対の
フィラメント電極、ならびに透光性放電容器の内部に封
入された水銀および希ガスを含むイオン化媒体を備えた
蛍光ランプと；低周波交流電源に接続する入力端、入力
端に接続するノイズフィルタ、交流入力端がノイズフィ
ルタの出力端側に接続した整流化直流電源、整流化直流
電圧をスイッチングして高周波電圧を発生させるスイッ
チング手段、ならびに共振インダクタンスおよびコンデ
ンサを含む負荷共振回路を備えコンデンサの少なくとも
一部および蛍光ランプの一対のフィラメント電極の直列
回路と並列的に当該蛍光ランプを接続するとともにスイ
ッチング手段のスイッチングによって発生した高周波電
圧が印加される負荷回路を備え、非調光時における蛍光
ランプのフィラメント電極の予熱時抵抗／冷抵抗比が
３．０〜４．５、調光時における予熱時抵抗／冷抵抗比
が４．０〜５．５になるように制御して蛍光ランプを高
周波点灯する点灯回路手段と；点灯回路手段を内部に収
納するとともに、蛍光ランプを支持するカバーと；点灯
回路手段の入力端に接続するとともにカバーの基端に配
設された口金と；を具備していることを特徴とする電球
形蛍光ランプ。
【請求項２】蛍光ランプの一対のフィラメント電極に対
して並列接続されたバイパスコンデンサを具備している
ことを特徴とする請求項１記載の電球形蛍光ランプ。
【請求項３】蛍光ランプは、透光性放電容器の外径が１
２ｍｍ以下で、放電路長が２００〜５００ｍｍであるこ
とを特徴とする請求項１または２記載の電球形蛍光ラン
プ。
【請求項４】照明装置本体と；照明装置本体に配設され
た請求項１ないし３記載の電球形蛍光ランプと；を具備
していることを特徴とする照明装置。