JP3075804B2 - 直列点灯装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、照明装置特に白熱電球
の多数個の直列点灯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シャンデリヤあるいは装飾照明器具等な
どの多くが、白熱電球等の点灯光源を数多く用いる多灯
装置からなる。このような場合の点灯光源に低い値の定
格電圧（例えば１２Ｖ）の小形白熱電球を用いることに
よって、より多様化された多灯照明器具を構成すること
が出来る。そして、そのための点灯装置として、小形白
熱電球の多数個を直列に接続して商用電源（供給電圧１
００Ｖ乃至２４０Ｖ）で点灯させるところの降圧トラン
スを用いない回路装置が用いられる。勿論、この場合に
直列に接続される小形白熱電球の数は、それ等の定格電
圧の総和が供給電圧と等しいか又はそれに近い値になる
個数を１ブロックの単位個数として、この単位個数の整
数倍個である。

【０００３】このような多灯直列回路からなる照明器具
の特徴は、使用する単位個数に制約があるものの降圧ト
ランスなどの附属回路部品を必要としないことから、器
具の小嵩軽量化を計り得ると共に、比較的低廉に供給す
ることが出来る反面、使用上最も懸念されるところが、
直列灯の内の一灯が断線等によって不点になると、直列
全灯が消灯することであり、殊に、従来の多灯装置では
このような直列全灯の消灯下での電球交換等に際し
て、、一個の不点灯を多灯中から見極めることの困難さ
にあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかして、上述のよう
な多灯直列点灯器具において、直列灯の内の一灯若しく
は複数灯に同時期に断線等による不点が生じても、他の
直列灯の点灯が続き、全灯消灯の状態を妨ぐことが出来
るならば、該器具の商品価値がより一層優位なものとな
ることが期待出来る。

【０００５】ところで、多灯直列回路における不点灯発
生時の点灯回路への復帰は、不点灯を速やかに交換する
か又は不点灯の両端子間を短絡するかのいづれかである
が、不点灯の交換は前述した如く多数灯の中から当該球
の見極めが難しくてその交換作業が面倒であるばかり
か、この場合には少なくとも一時的な全灯消灯状態が生
じるので、好ましくは不点灯に並設したスイッチ回路な
どを作動させて不点と同時に前記短絡回路を形成する自
動復帰手段が実用的である。しかし、この自動復帰手段
によると、同時期的に多数灯の内の一灯が不点である場
合は、そのスイッチ回路の短絡で、復帰した点灯回路の
点灯電球列に対する印加電圧が、当該灯における点灯時
の電圧の持分（単位ユニットの直列灯個数分の１例えば
供給電圧の１０％前後）だか上昇する程度であるので、
早期の電球交換を条件に実用上左程の不都合はないが、
複数灯が同時期に不点となった場合の各短絡回路の形成
による点灯回路における前記印加電圧の上昇は、前記上
昇値の複数倍となるので、その結果は実用の範囲を越
え、動もすれば、残る正常電球の高輝度点灯によるフィ
ラメント焼損などの故障を引き起す惧れがあるととも
に、器具の形状構造によっては各電球の高輝度下の自動
復帰点灯で不点灯の発生前後で器具自体の明るさに変化
が少なくて、それと気付かない場合があって、電球交換
の時期を逸し、先の事故につながる等の惧れがある。

【０００６】そこで、これを予防する手段として、前記
スイッチ回路に短絡時に機能するダミー抵抗（電球フィ
ラメント抵抗相当）を附設する必要があるが、これによ
って器具が嵩張り且つ高価となる懸念がある。

【０００７】そこで、本発明の第１の目的は、多灯直列
点灯器具における不点灯発生時に点灯回路自体を保持す
ることの出来る直列点灯装置の開発であり、第２の目的
は、同時期的に複数個の不点灯が発生した場合において
も、上記点灯回路の保持並びに回路の安全を保障出来る
ところの小嵩な実用回路からなる直列点灯回路を開発す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明では、商用電源等の供給電圧に対して定格電
圧が低い値の白熱電球の複数個を、それ等の定格電圧の
和が前記供給電圧に近い値になる個数だけ直列に接続し
てなる点灯回路において、前記各電球の端子間電圧の定
格以上の電圧で作動するターンオン回路と該回路で制御
されるサイリスタ回路とからなるスイッチ回路と、高抵
抗からなる分岐電流回路とを、各電球に夫々並列に接続
してなる直列点灯装置、および、前記スイッチ回路がサ
イリスタ位相制御回路からなる電力制御回路であって、
その制御電力を該回路に並列の白熱電球の消費電力相当
若しくはそれ以上に構成させてなる直列点灯装置を提案
する。

【０００９】そして、かかる場合の前記ターンオン回路
はトリガ素子又はネオン管のいづれかを用いて構成する
ことが好ましく、更に、該回路にはこれと並列の当該電
球に対する分岐電流回路機能をもたせることも可能であ
る。

【００１０】

【作 用】多灯直列点灯回路は、電源供給によって常時
は全灯が点灯する。この状態で、多灯中の一灯がフィラ
メント断線等によって不点になると、これによる当該電
球の端子間電圧の急変でターンオン回路が作動する。該
ターンオン回路の作動で発生したトリガ信号で、サイリ
スタ回路が制御されて導通し、これが不点の当該電球に
対する自動点灯回路復帰のための短絡回路として機能す
る。

【００１１】この場合のターンオン回路に負性抵抗特性
を有する半導体素子からなるトリガ素子又はネオン管を
用いるとき、供給電源の電圧位相に応じた制御信号の発
生でサイリスタ制御が可能となる。

【００１２】そして、該回路でのサイリスタ位相制御を
発展させることによって、電力制御が可能となり、ダミ
ー抵抗などを用いることなくて、該回路で不点灯におけ
る電圧の持ち分に相当する電力制御を行うことが出来
る。

【００１３】また、高抵抗による分岐電流回路は直列電
球における各ターンオン回路の作動電流とサイリスタ導
通保持電流を確保する回路として機能し、これによって
同時期下での複数灯が不点の際にも、直列下におかれる
複数のサイリスタ回路の安定動作を確保することが出来
る。

【００１４】

【実施例】次に、本発明の好ましい実施例について説明
する図面は本発明の一実施例を要約して示す回路図で、
商用電源（１００Ｖ）入力ＩＮに対して定格電圧１２Ｖ
・消費電力２０Ｗの複数個（例えば８個又は９個）の白
熱電球Ｐ１、Ｐ２・・Ｐｍ・・Ｐｎを直列に接続した直
列点灯回路が単位ユニットとして構成されている。勿
論、この場合の単位の直列点灯回路は、低照度回路など
の特別な意図をもって構成される以外、直列に接続した
各白熱電球における電圧の持ち分がその定格電圧値又は
これに近い値となるような従来周知の回路構成手段から
なる。

【００１５】そして、本発明装置では、上述のような直
列点灯回路の各電球Ｐ１、Ｐ２・・Ｐｍ・・Ｐｎに対し
てスイッチ回路Ｓ１、Ｓ２・・Ｓｍ・・Ｓｎ及び温度ヒ
ューズＦ付きの高抵抗Ｒからなる分岐電流回路が夫々並
列に接続される。

【００１６】このスイッチ回路Ｓｍは、その一例を同図
に示す如く、当該電球Ｐｍの端子間に並列に接続する抵
抗Ｒ１及びＲ２からなるブリーダ回路のブリーダ出力回
路に時定コンデンサーＣとトリガ素子としてのダイアッ
クＤとを接続してなるターンオン回路と、前記ダイアッ
クＤの出力をゲートに受けるトライアックＴの両端子を
前記電球Ｐｍの両極端に接続してなるサイリスタ回路と
から構成されている。その他、Ｒ３はゲートと第１端子
との間に接続した保護抵抗を示す。

【００１７】なお、商用電源電圧が１１７Ｖ又は２４０
Ｖの場合での単位の直列点灯回路は定格電圧１２Ｖの小
形白熱電球で１０個又は２０個の直列構成が用いられ、
さらに、このような単位ユニットの整数倍個を用いて多
灯照明器具が形成される。

【００１８】このような構成よりなる実施例によれば、
直列点灯回路の単位ユニットに供給電源ＩＮからの電力
供給がなされると、直列電球Ｐ１、Ｐ２・・Ｐｍ・・Ｐ
ｎの各灯にはそれ等の定格電圧に近い持ち分の電圧がそ
れぞれ印加された状態で点灯する。

【００１９】このときの白熱電球Ｐｍにおける端子間電
圧は先の持ち分の電圧であり、例えば、定格電圧値１２
Ｖか又はこれに近い値であり、これを受けるブリーダ回
路の出力はこの端子間電圧を抵抗Ｒ１とＲ２の各値で比
例配分した分圧値となる。

【００２０】電源位相の半波の電圧変化の間に、その分
電圧を受けて充電される時定コンデンサＣは充電電圧が
ダイアックＤのブレークダウン電圧に達せず、従って、
これに制御されるトライアックＴが各半波位相の間即ち
全通電間に導通することはない。しかして、このサイリ
スタ回路の不導通下で、白熱電球Ｐｍが安定に点灯す
る。

【００２１】これに対して、白熱電球Ｐｍがフィラメン
ト断線によって不点になると、その端子間電圧が供給電
源電圧（例えば、１００Ｖ）まで上昇する。従って、こ
の上昇した端子間電圧を受けるブリーダ回路の分電圧出
力が上昇し、これによって時定コンデンサＣの充電が急
速に進むと同時にその充電電圧が供給電源の半波位相の
早期の段階でダイアックＤのブレークダウン電圧に達す
る。

【００２２】このとき、該ダイアックＤが導通して、時
定コンデンサＣの充電電荷が一挙に放電するパルス信号
としてトライアックＴのゲートに与えられる。これによ
って該トライアックＴが導通して、サイリスタ回路によ
る当該電球Ｐｍの短絡回路が形成される。

【００２３】その結果、直列点灯回路は、不点の白熱電
球Ｐｍに並列に接続したスイッチ回路の自動閉成による
短絡回路の構成下に、その他の正常な白熱電球Ｐ１およ
びＰ２またはＰｎの直列接続によってこれ等が点灯す
る。

【００２４】ところで、かかる直列点灯回路において、
同時期的に複数個の白熱電球Ｐｍ１及びＰｍ２がフィラ
メント断線等によって不点になると、不点電球Ｐｍ１お
よびＰｍ２に対する分岐電流回路として機能する高抵抗
Ｒと、残りの正常な白熱電球Ｐ１およびＰ２またはＰｎ
の各フィラメントとの直列接続による不点電球Ｐｍ１乃
至同Ｐｍ２間の回路構成下に（ただし前記フィラメント
の抵抗値の和が高抵抗Ｒの抵抗値よりも充分に小さ
い）、これ等不点電球Ｐｍ１及びＰｍ２の各端子間に、
電源電圧の不点灯電球の個数分の１の電圧が生じる。

【００２５】そして、この時の各電球Ｐｍ１、Ｐｍ２の
端子間電圧は、不点灯電球Ｐｍ１、Ｐｍ２の数が２乃至
３又は４灯である範囲で、正常点灯時の電圧の少なくと
も２倍以上である。

【００２６】従って、このときの上昇電圧の下で、各タ
ーンオン回路の時定コンデンサＣが分岐電流回路を通っ
て流れる電流によって充電され、前述の場合と同様にサ
イリスタ回路を導通の向きに制御する。ところで、この
ようなサイリスタ回路の直列構成では、各ターンオン回
路及びサイリスタ回路の各構成素子の特性のバラツキに
よって、ターンオン回路におけるトリガパルスの発生時
期が供給電圧の位相に対して常に同期することは期待で
きない。その結果、複数個が直列接続下に置かれるトラ
イアックＴは、幾分の時間差をもってそれ等の各ゲート
が開かれることとなるが、一つのトライアックＴのゲー
ト信号入来時に他のトライアックＴが導通していないな
らば、高抵抗Ｒからなる分岐電流回路の電流が少ないこ
とから、前記ゲード信号を受たトライアックＴでもその
導通に必要な電流が得られず又は導通状態の維持が出来
ず、不導通の状態である。即ち、前記トリガパルスの不
同期下では、直列接続下のトライアックＴの全てが導通
しない惧れがある。

【００２７】このようなトライアック不動作を避るため
に、前記ゲート信号に時間巾を長くする必要があり、早
期に発生したゲート信号の継続中に他の全てのゲート信
号が発生し且つ継続中であれば、最後のゲート信号の発
生と同時に当該トライアックＴ及びすでにゲート信号を
受けつつある他のトライアックＴの全てが一挙に導通す
る。そこで、該ゲート信号の時間巾を延ばすために時定
コンデンサＣの容量を増すか又はダイアックＤの出力回
路中に直列に低抵抗を接続する。しかし、この信号巾を
得る目的に合理的なのは、導通電流の少ないネオン管を
前記ダイアックＤに替えて用いて有効である。

【００２８】このような手段により導通制御可能な直列
サイリスタ回路で、各ターンオン回路の時定コンデンサ
Ｃによるトリガパルス発生の遅延時間制御により供給電
圧に対する位相制御が可能であり、不点灯の電球Ｐｍに
代り該電球Ｐｍにおける消費電力に相当する分の電力制
御を行なうことが出来る。しかも、同時期における複数
個の不点灯の発生では、各不点灯電球Ｐｍ１、Ｐｍ２の
端子間に係る電圧即ちターンオン回路の作動感知電圧
が、前述の如く、不点灯電球Ｐｍ１、Ｐｍ２の数に比例
して低下するので、不点灯電球Ｐｍ１、Ｐｍ２の数が多
くなるに従い前記トリガパルスの発生時期が遅れ、位相
制御率が大きくて、サイリスタ回路によって制御される
電力を不点灯電球Ｐｍ１、Ｐｍ２の数に比例して多くす
ることが出来る。

【００２９】従って、前記分岐電流回路の電流値及び遅
延時間の選定によって、複数灯の同時不点においても残
りの電球の点灯回路の保持に加えて、各不点灯電球Ｐｍ
１、Ｐｍ２の持ち分に相当する或いはそれ以上の供給電
力の制限制御なし得て、不点電球Ｐｍ１およびＰｍ２の
存在下での直列灯点灯時に、その多灯器具の照明光量を
不点灯球Ｐｍ１、Ｐｍ２の数に応じて低減させることが
出来て、不点灯球Ｐｍ１およびＰｍ２の存在下での点灯
であることを判知することが可能となり、この状態は電
球交換のための準備信号として有効である。

【００３０】なお、この点灯持続電球の低照度発光を電
球交換のための準備信号とする場合に、これ等点灯持続
電球ヘの供給電気量を半減（照度半減以下）させる制御
を意図するのであれば、前記サイリスタ回路をシリコン
制御素子ＳＣＲで構成して、制御回路の簡略化と低価格
化に有効である。そして、この場合は、各電球に並列配
置する前記シリコン制御素子ＳＣＲの接続の向きを統一
することが条件付けられる。

【００３１】

【発明の効果】このように、本発明装置によれば、直列
白熱電球の夫々にターンオン回路とサイリスタ回路とか
らなるスイッチ回路を並列に接続して、不点灯電球が生
じた場合にその短絡回路を自動的に構成するようになし
たので、不点灯電球発生下で直列全灯が消灯することな
くして、他の直列電球の点灯回路を保持してこれ等を点
灯させ続けることが出来ると共に、このサイリスタ回路
で電力制御することが可能であるので、その制御電力を
該回路に並列の白熱電球の消費電力相当若しくはそれ以
上に設定することによって、不点灯電球発生下での当該
照明器具の明るさを定格点灯状態に維持する他に、不点
灯電球の数に応じて暗くすることが出来、不点灯電球の
存在下での点灯であることを容易に知ることができて、
しこも、この状態は不点灯電球の発生下での残りの直列
電球の点灯回路保持を計る一方で不点灯電球の存在を知
ることも出来る等、本発明装置はこの種直列点灯装置と
して実用上極めて顕著なるものである。

【００３２】そして、上記スイッチ回路のターンオン回
路にトリガ素子又はネオン管を用いることによって、比
較的容易に意図するスイッチ回路を得ることが出来ると
共に高抵抗からなる分岐電流回路又はターンオン回路の
ブリーダ回路或いは抵抗とコンデンサとの直列回路等を
分岐電流回路として機能するように設定して置くことに
よって、直列構成下のサイリスタ回路を作動させること
を必要とする本発明装置が完成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の一実施例を示す回路図である。

【符号の説明】

Ｐ１、Ｐ２、Ｐｍ及びＰｎ 白熱電球 Ｓ１、Ｓ２、Ｓｍ及びＳｎ スイッチ回路 Ｒ１及びＲ２抵抗 Ｔ トライアック Ｄ ダイアック Ｃ 時定コンデンサ Ｒ 高抵抗

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05B 37/03 H02J 3/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】商用電源等の供給電圧に対して定格電圧が
   低い値の白熱電球の複数個を、それ等の定格電圧の和が
   前記供給電圧に近い値になる個数だけ直列に接続してな
   る点灯回路において、前記各電球の端子間電圧の定格以
   上の電圧で作動するターンオン回路と該回路で制御され
   るサイリスタ回路とからなるスイッチ回路と、高抵抗か
   らなる分岐電流回路とを、各電球に夫々並列に接続して
   なることを特徴とする直列点灯装置
2. 【請求項２】前記ターンオン回路がトリガ素子からなる
   ところの請求項１記載の直列点灯装置
3. 【請求項３】前記ターンオン回路がネオン管からなると
   ころの請求項１記載の直列点灯装置
4. 【請求項４】前記スイッチ回路がサイリスタ位相制御回
   路からなる電力制御回路であって、その制御電力を該回
   路に並列の白熱電球の消費電力相当若しくはそれ以上に
   設定してなるところの請求項１記載の直列点灯装置
5. 【請求項５】前記ターンオン回路が当該電球に対する分
   岐電流回路を共有してなるところの請求項１又は４記載
   の直列点灯装置