JP3419793B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は照明装置、殊に白熱電
球を光源とする照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、白熱電球はフィラメント温度を
上げると、効率が改善される。しかし、温度が上がるに
つれてタングステンの蒸発も促進され、蒸発したタング
ステンはガラス管球壁に付着して黒化を起こし、却って
効率が低下し、寿命も縮まり易い。

【０００３】タングステンの蒸発を抑制するために、白
熱電球には窒素ガスなどの不活性ガスや、例えばアルゴ
ンガス、クリプトンガス、キセノンガスなどの希ガスが
封入される。このとき、封入する不活性ガス乃至希ガス
の分子量が大きいほどガラス管球の熱損失が低下し、フ
ィラメントの温度を高くできることが知られている。

【０００４】キセノンガスは上記不活性ガス乃至希ガス
のうちで最大の分子量を有し、白熱電球に封入して良好
な光特性と長寿命を発揮することが知られている。しか
し、キセノンはイオン化電圧が低く、ガラス管球中の封
入量が増加するとアーク放電が発生してフィラメントが
焼断し易くなるという問題がある。このことから、比較
的高電圧を印加して点燈する白熱電球にキセノンガスを
封入するときには、窒素ガス及び／又はクリプトンガス
などの他の不活性ガス乃至希ガスを併用するとともに、
全封入ガスに占めるキセノンガスの割合を約１０体積％
未満にすることが推奨されてきた。

【０００５】例えば、特開昭５４−２０６８号公報や同
６２−２１１８５３号公報には、ガラス管球内に窒素ガ
ス、クリプトンガス及びキセノンガスを含んでなり、全
封入ガスに占めるキセノンガスの割合を約２乃至１０体
積％とした組成物を封入する白熱電球はアーク開始電圧
が高く、良好な光特性を示すことが開示されている。し
かし、この白熱電球はキセノンガスの封入量が少ないの
で、キセノンガス本来の望ましい性質が充分発揮され難
い。また、両公報には１０体積％を越えるキセノンガス
を封入するとアーク開始電圧が低下し、実用にならない
ことも開示されている。

【０００６】なお、特開昭６０−９５８５０号公報には
ガラス管球にキセノンガスと窒素ガスとからなり、キセ
ノンガスが８０体積％以上を占める組成物を封入してな
る白熱電球が開示されている。この白熱電球は良好な光
特性を示すものの、アーク開始電圧が低く、その用途は
点燈電圧１２ボルト以下、消費電力８ワット以下の小形
白熱電球に限定されることに加え、電界強度を下げてア
ーク放電を抑制するためにフィラメント巻線に特殊なピ
ッチが要求されるという不都合がある。

【０００７】このように、キセノンガスをその本来の望
ましい性質が存分に発揮される程度に封入するものであ
って、比較的高電圧、通常、電灯線電圧以上、詳細には
約９０乃至１５０ボルトの電圧を印加して点燈してもア
ーク放電が発生し難い白熱電球は従来知られていない。

【０００８】

【発明により解決すべき課題】斯かる事情に鑑み、この
発明の目的は、このような高電圧を印加して点燈しても
アーク放電を起こし難く、良好な光特性と光寿命を発揮
する白熱電球を光源とする照明装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この課題を解決する手段
について本発明者が鋭意研究したところ、本質的にキセ
ノンガスと窒素ガスとにより構成し、全封入ガスに占め
るキセノンガスの割合を約２０乃至７５体積％とした白
熱電球用封入組成物は比較的高電圧、通常電灯線電圧以
上の電圧を印加して点燈する白熱電球に封入してもアー
ク放電を起こし難く、良好な光特性と長寿命を発揮し、
照明装置の光源として好適であることを見出した。

【００１０】すなわち、この発明は、本質的に約２０乃
至７５体積％のキセノンガスと約２５乃至８０体積％の
窒素ガスとからなる組成物を封入した白熱電球を光源と
する照明装置を要旨とするものである。

【００１１】

【発明の作用】本質的に約２０乃至７５体積％のキセノ
ンガスと約２５乃至８０体積％の窒素ガスとからなる組
成物を封入してなる白熱電球は、キセノンガスが良好な
光特性と長寿命を発揮し、また、そのキセノンガスと特
定割合で封入される窒素ガスがアーク放電を効果的に抑
制するので、良好な光特性と長寿命に加えて安定動作が
可能となる。

【００１２】従って、このような白熱電球に比較的高電
圧、通常電灯線電圧以上の電圧を印加して点燈するとき
には、従来公知のアルゴンガス封入白熱電球やクリプト
ンガス封入白熱電球では実現困難な光特性と長寿命を容
易に達成することができる。

【００１３】例えば、定格電力４０乃至１００ワット、
定格電圧１００若しくは１１０ボルトの白熱電球に略定
格電圧を印加して点燈するときには、従来公知のアルゴ
ンガス封入白熱電球やクリプトンガス封入白熱電球の約
１．５倍以上、具体的には約３，０００時間以上の長寿
命を達成することができる。従って、白熱電球の交換に
要する時間や労力などの理由で長寿命の要求される室内
外用照明器具として各種住宅や施設に於て有利に利用す
ることができる。

【００１４】一方、当該白熱電球にその定格を越える電
圧、通常、定格を越え定格の１５０％を越えない電圧、
望ましくは定格の約１０５乃至１３０％の直流電圧を印
加して点燈するときには、演色性に優れた目に優しい自
然な光が長時間に亙って得られる。

【００１５】例えば、定格電力４０乃至１００ワット、
定格電圧１００若しくは１１０ボルトの当該白熱電球
に、その定格の約１０５乃至１３０％の直流若しくは交
流電圧を印加して点燈するときには、色温度約２，９０
０Ｋ以上、望ましくは約２，９５０乃至３，１００Ｋ、
全光束約５００乃至１，３００ルーメンの演色性に優れ
た目に優しい自然な光が約２００時間以上、望ましくは
約４００時間以上もの長時間に亙って得られるのであ
る。このような点燈方法には、例えば交流電源、交流／
直流電力変換器、インバータ電源、スイッチングレギュ
レータ電源などの電源手段が使用でき、例えば特開昭６
１−１９３３９８号公報、同６２−１８５５１６号公
報、同６３−８８７９２号公報、同６３−１３６４９２
号公報、特願平２−２１２２６７号明細書に開示された
照明装置はこのような点燈方法に好適である。殊に、特
開昭６１−１９３３９８号公報、同６２−１８５５１６
号公報、同６３−８８７９２号公報、特願平２−２１２
２６７号明細書に開示された直流点燈方式の照明装置に
よるときには、チラツキ皆無の各種照明に好適な光が得
られる。なお、定格の１５０％以上の電圧を印加して点
燈すると、輻射される光の色温度は上昇するもののグレ
アが顕著になって、照明に使用すると眩しく感じられる
ようになり、寿命も短命となる。

【００１６】当該白熱電球にその定格を越える電圧を印
加し点燈して得られる光は、目に最も優しいと言われて
いる朝の太陽光に類似したスペクトル分布の連続光であ
る。従って、寿命も然ることながら、例えば、目の健
康、演色性乃至明るさ感、さらには、生理作用などの観
点から良好な光特性の要求される室内外用照明器具とし
て各種住宅や施設に有利に利用することができる。

【００１７】また、このようにして得られる光は、例え
ば、眼疲労、眼精疲労、近視、仮性近視、欝病などの疾
病の予防・治療に著効を示すとともに、動植物の生育や
生産性の向上にも優れた効果を発揮することから、一般
家庭や病院、診療所などの医療施設に於ける物理療法手
段として、また、養鶏場、養魚場、植物工場などの栽培
場に於ける照明装置としても有利に使用することができ
る。

【００１８】加えて、当該白熱電球にその定格を越える
電圧を印加し点燈して得られる光は、赤外線、とりわけ
波長約２５乃至１，０００ミクロンの遠赤外線を豊富に
含むことが判明した。遠赤外線は、動物に対しては発
汗、酸素摂取、血液の循環を促して新陳代謝、血圧低
下、血糖低下、体内老廃物の排出、肥満減量、機能回復
などを促進するとともに、各種炎症による疼痛や発作を
軽減する。従って、例えば、鉛成分を少なくするか鉛成
分を除いて遠赤外線が通過し易くしたガラス管球白熱電
球を光源とするこの発明の照明装置は、肩こり、筋肉痛
などの筋緊張の緩和、外傷、火傷、リウマチ、関節炎、
腰痛、神経痛、外耳道炎、中耳炎、副鼻腔炎、扁桃腺
炎、咽頭炎、喉頭炎、嗄声、内臓疾患に伴う背部の疼痛
や発作の軽減に著効を示し、一般家庭や病院、診療所な
どの治療施設に於ける物理療法手段として、極めて有利
に使用できる。しかも、遠赤外線を豊富に含む光は、植
物の育成を促進する一方、微生物に対して顕著な殺菌作
用を示すことから、植物工場などの栽培場に於ける照明
灯以外に殺菌灯としても有利に使用できる。

【００１９】以上、当該白熱電球にその定格電圧を印加
する点燈方法と、定格を上回る電圧を印加する点燈方法
について説明したが、この発明によるときには、何れの
点燈方法によるときでも照明装置をユニット化するとと
もに、そのユニットの複数を前記住宅乃至施設の適所に
配設し、それらユニットを、例えば調光回路や切換回路
などを設けた照明制御システムにより個別配線方式、専
用線多重方式、電話回線利用方式、電力線搬送方式及び
光ファイバ方式などの有線式制御方法、或は、電波式、
光線式、超音波式及び人工音式などの無線式制御方法の
一又は二以上の方式により照明パターン制御、タイムス
ケジュール制御、昼光センサ連動制御、壁スイッチ制
御、集中制御及び／又は調光制御することができる。殊
に、住宅に於ては、前記照明装置の一又は複数をホーム
バスシステムに組込むことにより、他の電気機器ととも
に統合制御することも可能である。

【００２０】次に、この発明で使用する白熱電球につい
て具体的に説明する。

【００２１】図１に示すのは定格電圧１００ボルト、定
格電力６０ワットの一般照明用白熱電球である。１はガ
ラス管球（球径５５ミリメートル、全長１０５ミリメー
トル）であり、例えばソーダライムマグネシアガラスや
鉛ガラスなどの軟質ガラスによって形成され、内壁はシ
リカ仕上げされている。ガラス管球１内にはタングステ
ン線を二重コイル状に形成してなるフィラメント２が封
装されており、その両端はリード線３、３に結線されて
いる。リード線３、３は鉛ガラスやソーダライムマグネ
シアガラスなどによるステム管４内に封着され、その導
出端はアイレット５又は黄銅、アルミ合金などによる口
金６に結線されている。

【００２２】ガラス管球１内にはキセノンガスと窒素ガ
スとを体積比で約２０：８０乃至７５：２５の割合で混
合した白熱電球用封入組成物７が常温で約６００トー
ル、点燈時に約７６０トールになるように封入されてい
る。この封入圧は比較的高電圧、通常、電灯線電圧以
上、詳細には約９０乃至１５０ボルトの直流若しくは交
流電圧を印加して点燈する際、アーク放電を起こすこと
なくキセノンガス本来の望ましい光特性や長寿命が発揮
できればよく、通常、点燈時で約７００乃至８００トー
ルになるように封入される。この程度の封入圧は、通
常、軟質ガラス管球で充分耐えられる程度であることか
ら、この発明の白熱電球用封入組成物を使用するときに
は、光特性の優れた長寿命の白熱電球が容易且つ廉価に
製造できる。なお、ガラス管球１の内壁はフロスト仕上
げすることもできるが、シリカ仕上げするときにはより
容易に所期の光特性を達成できる。

【００２３】図２に示すのは、図１に示す白熱電球のガ
ラス管球に代えてミニクリプトン電球用ガラス管球１を
使用する定格電圧１００ボルト、定格電力６０ワットの
一般照明用小形白熱電球である。１はミニクリプトン電
球用ガラス管球（球径３５ミリメートル、全長６７ミリ
メートル）であり、例えば鉛ガラスやソーダライムマグ
ネシアガラスなどの軟質ガラスをフロスト仕上げして形
成したものである。図１の例と同様、ガラス管球１内に
はタングステンからなるフィラメント２が封装されてお
り、そのフィラメント２の両端はリード線３、３に結線
されている。フィラメント２はタングステン線を二重コ
イル状に形成したものであり、その略中央部でアンカ８
に支持されている。リード線３、３はステム管４内に封
着され、その導出端はアイレット５又は黄銅、アルミ合
金などによる口金６に結線されている。ガラス管球１内
にはキセノンガスと窒素ガスとを体積比で約２０：８０
乃至７５：２５の割合で混合した白熱電球用封入組成物
７が常温で約６００トール、点燈時に約７６０トールに
なるように封入されている。

【００２４】図１に示す一般照明用白熱電球と同様、本
例も白熱電球を光源とする各種照明装置に極めて有利に
使用することができる。本例は比較的小形のガラス管球
１を使用していることから、限られたスペースで使用す
る照明装置に好適である。

【００２５】次に、図１及び図２に示すキセノンガス封
入白熱電球について行った実験例について説明する。

【００２６】

【実験例１】図１の実施例に於て、ガラス管球１内にキ
セノンガスと窒素ガスとを体積比で１０：９０、２０：
８０、５０：５０、７５：２５又は９０：１０の割合で
封入した５種類のキセノンガス封入白熱電球に直流１２
５ボルトを印加して点燈し、常法により寿命、効率及び
色温度（Ｋ）について試験した。さらに、常法によりこ
れら白熱電球の定格電圧に対するアーク開始電圧（％ボ
ルト）を測定し、アーク放電の起こり易さの目安にし
た。

【００２７】対照として、キセノンガス（Ｘｅ）に代え
てアルゴンガス（Ａｒ）を９０体積％封入した以外、前
記と同様に作製したアルゴンガス封入白熱電球を用い
た。そして、このアルゴンガス封入白熱電球を１００と
して、キセノンガス封入白熱電球の寿命並びに効率を表
示した。結果を表１に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】表１の結果から明らかなように、キセノン
ガスと窒素ガスとを体積比で約２０：８０乃至７５：２
５の割合で封入した白熱電球は、その定格の１２５％に
相当する直流１２５ボルトを印加して点燈したときの寿
命が対照のアルゴンガス封入白熱電球の約３倍以上と著
しく長寿命であることが判明した。アーク開始電圧につ
いて見ても、キセノンガスと窒素ガスとの割合が体積比
で約２０：８０乃至７５：２５の範囲で約１７０％ボル
ト以上と充分高く、実用上問題にならない程度であっ
た。

【００３０】キセノンガス１０体積％と窒素ガス９０体
積％からなる組成物を封入した白熱電球は約１７０％ボ
ルト以上と実用上充分高いアーク開始電圧を示すもの
の、キセノンガス封入によるコストの上昇に比べて寿命
並びに効率の改善が僅少であり、色温度の改善も見られ
なかった。キセノンガスを９０体積％配合すると寿命、
効率、色温度にある程度の改善が見られるものの、効果
に比べてコストの上昇が顕著となる上、アーク開始電圧
が低過ぎて実用にならないことが判明した。

【００３１】

【実験例２】次に、図２に示す実施例に於て、ガラス管
球１内にキセノンガスと窒素ガスとを体積比で１０：９
０、２０：８０、５０：５０、７５：２５又は９０：１
０の割合で封入した５種類の白熱電球に直流１１３ボル
トを印加して点燈し、実験例１の場合と同様にして寿
命、効率、色温度（Ｋ）及びアーク開始電圧について試
験した。

【００３２】対照としては、キセノンガス（Ｘｅ）に代
えてクリプトンガス（Ｋｒ）を９０体積％封入した以外
は同様に作製したクリプトンガス封入白熱電球用いた。
そして、このクリプトンガス封入白熱電球を１００とし
て、キセノンガス封入白熱電球の寿命並びに効率を表示
した。結果を表２に示す。

【００３３】

【表２】

【００３４】表２の結果から明らかなように、図２に示
す白熱電球も、キセノンガスと窒素ガスとを体積比で約
２０：８０乃至７５：２５の割合で封入し、その定格の
１１３％に相当する直流１１３ボルトを印加して点燈し
たときの寿命が対照のクリプトンガス封入白熱電球の約
３倍以上と著しく長寿命であることが判明した。アーク
開始電圧について見ても、キセノンガスと窒素ガスとの
割合が体積比で約２０：８０乃至７５：２５の範囲で約
１７０％ボルト以上と充分高く、実用上問題にならない
程度であることが判明した。

【００３５】図２に示す白熱電球の場合も、キセノンガ
ス１０体積％と窒素ガス９０体積％からなる組成物を封
入した白熱電球は約１７０％ボルト以上と実用上充分高
いアーク開始電圧を示すものの、キセノンガス封入によ
るコストの上昇に比べて寿命並びに効率の改善が僅少で
あり、色温度の改善も見られなかった。キセノンガスを
９０体積％配合すると寿命、効率、色温度にある程度の
改善が見られるものの、アーク開始電圧が低過ぎて実用
にならないことが判明した。

【００３６】図１と図２に示す白熱電球をそれぞれ比較
すると、全般的に見るとほぼ同じ傾向を示したものの、
寿命と効率に於て図１に示す実施例の方がやや優れてい
るという結果が得られた。これは、ガラス管球中に封入
するキセノンガスの絶対量が白熱電球の寿命や光特性に
影響することを示唆している。

【００３７】次に、図面を参照しながら、この発明によ
る２〜３の実施例について説明する。

【００３８】図３に示すのは、この発明による照明装置
の一例のブロック図であり、図中、ブリッジ整流器Ｄと
平滑コンデンサＣからなる整流回路の交流側にはアーク
放電電流制限回路９を介して交流電源ＡＣが接続され、
また、ブリッジ整流器Ｄの直流側には突入電流制限回路
１０を介してこの発明の白熱電球ＸＬが接続されてい
る。

【００３９】アーク放電電流制限回路９は、通常、イン
ダクタ、コンデンサ及び／又は抵抗などにより構成さ
れ、白熱電球ＸＬにおけるフィラメント断線の際に起こ
ることあるアーク放電電流を制限するとともに、アーク
放電そのものを消弧するためのものである。通常、この
アーク放電電流は短絡的に発生して回路に２００アンペ
アにも上ぼる電流が連続的に流れることがあり、整流器
やサイリスタなどの回路素子に多大の損傷を与える。

【００４０】アーク放電電流制限回路９に使用するイン
ダクタ、コンデンサ及び／又は抵抗のインダクタ、容
量、電気抵抗は、通常使用時に整流器Ｄの交流側に印加
される交流電圧を実質的に降下させず、しかもアーク放
電発生時にはその放電電流を効果的に制限してアーク放
電を消弧するように設定される。

【００４１】動作中の発熱という観点からアーク放電電
流制限回路９を構成する素子にはインダクタが好まし
く、斯かるインダクタとしては平滑コンデンサＣを有す
る整流回路の交流側に接続してアーク放電電流を制限し
得るものであれば空心型であっても、巻鉄心や積鉄心な
どの鉄心入りであっても、さらには、トロイダルコイル
などの高効率・省スペース型であってもよい。そして、
そのインダクタンス値は、インダクタと平滑コンデンサ
Ｃとが形成する共振回路がアーク放電電流に於ける電圧
成分と電流成分との位相差を大きくするよう、言い換え
れば、アーク放電電流の有効電力を小さくするように設
定するのが好都合である。

【００４２】また、インダクタに低直流抵抗のものを使
用するときには、インダクタ自身による白熱少なく、ア
ーク放電電流を効果的に制限することができる。例え
ば、定格電圧１００乃至１１０ボルト、定格電力４０乃
至１００ワットの当該白熱電球にその定格を越え定格の
１５０％を越えない直流電圧、望ましくは定格の約１０
５乃至１３０％の直流電圧を印加して点燈する場合、容
量約３０乃至１００マイクロファラッドのコンデンサＣ
に対して約１乃至１０ミリヘンリーの範囲のインダクタ
ンス値が適当である。なお、アーク放電電流制限回路９
は、次に述べる電源投入の際の白熱電球や平滑コンデン
サへの突入電流も効果的に制限する。

【００４３】ところで、常温下に於けるこの発明の白熱
電球のフィラメント抵抗は点燈中の数分の一以下であ
り、常温のフィラメントにその定格を越える電圧を印加
すると定格の数倍以上にも上ぼる大電流が流れてフィラ
メントの蒸発を早めたり焼損させてしまうことすらあ
る。突入電流制限回路１０はこの突入電流を制限して突
入電流に基づく白熱電球の寿命短縮を防止するためのも
のであり、通常、白熱電球に直列接続される抵抗などの
電流制限手段、その電流制限手段に並列接続される主電
路を有するサイリスタ、及びそのサイリスタの主電格の
導通を電源投入より一定時間遅延させるトリガ回路から
構成される。この電流制限手段の抵抗値は、常温に於け
るこの発明の白熱電球のフィラメント抵抗との合成抵抗
が白熱状態に於けるフィラメント抵抗と大略等しくなる
ように設定すればよい。

【００４４】斯くして、電源投入直後から一定時間は白
熱電球に電流制限手段が直列接続されてフィラメントに
突入電流が流入するのを防止するとともにフィラメント
を予熱し、その一定時間が経過した時点でサイリスタが
導通して電流制限手段を短絡し、白熱電球にその定格を
越える電圧が印加されるので、白熱電球に流入する突入
電流を大幅に減じることができる。

【００４５】図４は、図３に示す照明装置をユニット化
するとともに、そのユニットの複数を、例えば、調光回
路や切換回路などを設けた照明制御装置により照明制御
する照明システムの例である。

【００４６】すなわち、本システムに於ては、図３に示
される平滑手段を有する整流回路、アーク放電電流制限
回路及び突入電流制限回路などからなる照明ユニットの
複数Ｕ１、Ｕ２．．．Ｕｎの夫々に適宜定格のこの発明
による白熱電球ＸＬ１、ＸＬ２．．．ＸＬｎを取付ける
とともに、ユニットＵ１、Ｕ２．．．Ｕｎを、例えば、
調光回路や切換回路などを設けた照明制御装置１１を介
して交流電源ＡＣに接続するようにしたものである。

【００４７】照明制御装置１１と各ユニットに於ける電
源手段と白熱電球は、例えば、照明制御装置１１と各電
源手段とを一定の場所に纏めて配置するとともに、各白
熱電球を住宅若しくは施設の適所に配設するか、或は、
照明制御装置１１をこれら住宅或は、施設の一定場所に
配置する一方、電源手段と白熱電球からなるユニットを
これら住宅又は施設の適所に取付ければよい。

【００４８】図５に示すのは、図３又は図４に示す照明
装置又は照明ユニットの電気回路を示すものであり、整
流用ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４により構成され
るブリッジ整流器の交流側には電源スイッチＳＷ、ヒュ
ーズＦ１、Ｆ２及びインダクタＬを介して交流電源ＡＣ
が接続され、又、前記ブリッジ整流器の直流側には平滑
コンデンサＣ１とともに、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ
４、Ｒ５、コンデンサＣ２及びサイリスタＱ１、Ｑ２な
どからなるトリガ回路と電流制限手段としての抵抗Ｒ６
により構成される突入電流制限回路を介してこの発明の
白熱電球ＸＬが接続されている。

【００４９】前記ブリッジ整流器の交流側に接続されて
いるコンデンサＣ３及びツェナーダイオードＺは、ブリ
ッジ整流器の交流側に発生することあるパルス電圧など
を吸収して電源電圧を安定化するためのものである。ま
た、抵抗Ｒ６とヒューズＦ２とは連動しており、何等か
の原因で抵抗Ｒ６の温度が上昇し過ぎるとヒューズＦ２
が溶断して回路を遮断するようになっている。

【００５０】本例の動作について説明すると、電源スイ
ッチＳＷが閉路すると交流電源ＡＣからブリッジ整流器
に交流電流が流入し、その交流電流はブリッジ整流器に
より全波整流された後、平滑コンデンサＣ１により平滑
され、平滑コンデンサＣ１両端の電圧は白熱電球ＸＬと
抵抗Ｒ６との直列回路に印加される。

【００５１】一方、電源スイッチＳＷの閉路と同時にト
リガ回路におけるコンデンサＣ２の充電が始まり、抵抗
Ｒ４とコンデンサＣ２との時定数により決定される一定
時間が経過すると、コンデンサＣ２の充電電圧がサイリ
スタＱ１のゲートに印加され、まず、サイリスタＱ１が
導通する。その導通電流はサイリスタＱ２のゲートに印
加され、今度はサイリスタＱ２が導通する。サイリスタ
Ｑ２が導通するとその主電路に並列接続されている抵抗
Ｒ６が短絡され、白熱電球ＸＬには所定の電圧が印加さ
れることになる。

【００５２】電源スイッチＳＷ閉路直後に於ける白熱電
球ＸＬのフィラメント抵抗は白熱状態の数分の一以下で
あることから、抵抗Ｒ６の抵抗値とフィラメントの抵抗
値との合成抵抗が白熱状態のフィラメントの抵抗値と略
等しくなるように抵抗Ｒ６を選択することにより、電源
スイッチＳＷの閉路に際して白熱電球ＸＬの寿命短縮を
防止することができる。その際、前記時定数を、白熱電
球ＸＬのフィラメントを予熱するに充分な程度に長く設
定することにより、白熱電球ＸＬへの突入電流を実質皆
無とすることも可能である。

【００５３】また、本例に於けるトリガ回路に於ては二
個のサイリスタを縦続接続して使用しているので小電流
でサイリスタＱ２を導通させることができ、また、サイ
リスタを一個のみ使用する場合と比較して周囲温度が大
幅に変わってもトリガ回路を確実に動作させることがで
きるという特徴がある。

【００５４】白熱電球ＸＬのフィラメントが断線する
と、その断線間隙にアーク放電が発生し、回路には瞬間
的にアーク放電電流が流入するけれども、ブリッジ整流
器の交流側に接続されているインダクタＬが回路に流入
する大電流に効果的に損失を与えてアーク放電が持続す
るのを防止するとともにアーク放電を消弧する。万一、
アーク放電が再発してもインダクタＬで消弧し、フィラ
メントの断線間隙が増大した後まで点滅を繰返すような
ことはない。また、アーク放電が消弧した後に電源スイ
ッチＳＷが閉路していても、フィラメントは既に断線し
ているのでアーク放電が再発するようなことはない。

【００５５】本例は斯く構成されているので、白熱電球
ＸＬにその定格を越え定格の１５０％を越えない直流電
圧、望ましくは定格の約１０５乃至１３０％の直流電圧
を印加して点燈することにより、色温度約２，９００Ｋ
以上、望ましくは約２，９５０乃至３，１００Ｋのチラ
ツキ無く演色性に優れた目に優しい自然な光が長時間に
亙って得られる。

【００５６】さらに、本例に於ては白熱電球のフィラメ
ントが断線してアーク放電が発生しても、アーク放電に
伴う大電流を効果的に制限することができるので極めて
安全に常用することができる。

【００５７】図６は、インバータ回路を使用するこの発
明の別の実施例の電気回路図である。

【００５８】ブリッジ整流器Ｄ１の交流側は交流電源Ａ
Ｃに接続され、また、その直流側には平滑コンデンサＣ
１が接続されている。平滑コンデンサＣ１の両端には高
周波電流を形成するインバータ回路１２の入力端を接続
するとともに、そのインバータ回路１２の出力端には整
流用ダイオードＤ２を介してコンデンサＣ２による積分
回路が接続されている。この発明の白熱電球ＸＬは、コ
ンデンサＣ２の両端に接続されている。

【００５９】インバータ回路１２にはインバータトラン
スＴとトランジスタＴｒとが設けられ、インバータトラ
ンスＴの一次巻線Ｌ１にはコンデンサＣ３が並列接続さ
れ、また、その両端は平滑コンデンサＣ１の正極側とト
ランジスタＴｒ のコレクタに接続されている。インバ
ータトランスＴに於けるベース巻線Ｌ２の一端はコンデ
ンサＣ４を介してトランジスタＴｒのベースに接続さ
れ、また、他の一端は平滑コンデンサＣ１の負極側に接
続されている。トランジスタＴｒのベースは抵抗Ｒを介
して平滑コンデンサＣ１の正極側に接続されている。イ
ンバータトランスＴの二次巻線Ｌ３はインバータ回路１
２の出力端になっており、白熱電球ＸＬに供給される電
圧は、その平均値が交流電源ＡＣにおける電圧の実効値
を越え実効値の１５０％を越えない範囲、望ましくは定
格の約１０５乃至１３０％の範囲に、また、白熱電球Ｘ
Ｌのフィラメント電流も定格を越え定格の１５０％を越
えない範囲、望ましくは定格の約１０５乃至１３０％の
範囲になるようにインバータ回路１２とコンデンサＣ２
の回路定数を設定している。

【００６０】本例の動作について説明すると、電源を投
入すると、交流電源ＡＣよりブリッジ整流器Ｄ１に流入
した交流電流はブリッジ整流器Ｄ１により全波整流され
た後、平滑コンデンサＣ１により平滑され、脈流若しく
は直流となってインバータ回路１２に供給される。これ
によりインバータ回路１２は発振動作を開始し、インバ
ータトランスＴの２次巻線Ｌ３に高周波が出力される。
この高周波はダイオードＤ２により半波整流され、さら
にコンデンサＣ２で積分された後、この発明の白熱電球
ＸＬに供給される。

【００６１】本例は斯く構成されているので、この発明
の白熱電球にその定格を越え定格の１５０％を越えない
電圧、望ましくは定格の約１０５乃至１３０％の直流電
圧を印加して点燈することにより、色温度約２，９００
Ｋ以上、望ましくは約２，９５０乃至３，１００Ｋのチ
ラツキの感じられない演色性に優れた目に優しい自然な
光が長時間に亙って得られる。

【００６２】図７に示すのは、この発明の白熱電球にそ
の定格を越える交流電圧を印加して点燈するこの発明の
さらに別の実施例の電気回路図である。

【００６３】本例に於ては、トランスＴに、その一次巻
線Ｌ１に対して、例えば１００：１１０、１００：１１
５、１００：１２０、１００：１２５の巻線比の二次巻
線Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５を設けるとともに、電源スイ
ッチＳＷ１とこれら二次巻線を切換えるスイッチＳＷ２
とを連動させることにより、定格電圧１００ボルトの当
該白熱電球ＸＬに供給する電圧を１１０乃至１２５ボル
トの範囲で適宜選択できるようにしてある。また、トラ
ンスＴの二次回路にはサーミスタＴｈが介挿されてお
り、サーミスタＴｈの電気抵抗が温度の上昇につれて低
くなる性質を利用して電源スイッチＳＷ１閉路の際の白
熱電球ＸＬへの突入電流を制限している。

【００６４】本例は斯く構成されているので、白熱電球
ＸＬにその定格を越え定格の１５０％を越えない交流電
圧、望ましくは定格の約１０５乃至１３０％の交流電圧
を印加して点燈することにより、色温度約２，９００Ｋ
以上、望ましくは約２，９５０乃至３，１００Ｋの若干
チラツキはあるものの演色性に優れた目に優しい自然な
光が長時間に亙って得られる。

【００６５】さらに、本例に於ては、トランスＴも電源
スイッチＳＷ１閉路の際の突入電流を制限するので装置
全体を簡潔に構成することができ、また、トランスＴを
照明装置の底部に取付けるときには、照明装置自体を安
定に設置することができる。なお、図７に於てはこの発
明の白熱電球を一個のみ取付けた状態を示したが、トラ
ンスＴの許容容量範囲内で複数の白熱電球を同時に点燈
することができることは言うまでもない。

【００６６】

【発明の効果】叙上のように、この発明によるときに
は、良好な光特性の光が長時間に亙って得られるという
特徴がある。

【００６７】その際、白熱電球にその定格を越え定格の
１５０％を越えない電圧を印加して点燈するときには、
色温度約２，９００Ｋ以上の演色性に優れた目に優しい
自然な光が長時間に亙って得られる。

【００６８】従って、この発明の照明装置は各種住宅及
び施設の照明に有利に使用することができる。

【００６９】さらに、この発明に於て白熱電球にその定
格を越え定格の１５０％を越えない電圧を印加して点燈
して得られる光は朝の太陽光に近似した自然な光である
ことから、例えば眼疲労、眼精疲労、近視、仮性近視、
欝病などの疾病の予防、治療に著効を示すとともに、動
植物の生育や生産性の向上にも優れた効果を発揮するも
のであり、一般家庭や病院、診療所などの医療施設に於
ける物理療法手段としても養鶏場、養魚場、植物工場な
どの栽培場に於ける照明装置としても有用である。

【００７０】この発明は斯くも顕著な作用効果を奏する
発明であって、斯界に貢献すること誠に多大な発明であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明で使用する一般照明用電球の一部を切
欠した側面図である。

【図２】この発明で使用する一般照明用小形電球の一部
を切欠した側面図である。

【図３】この発明による実施例のブロック図である。

【図４】この発明による照明ユニットを使用する照明シ
ステムのブロック図である。

【図５】この発明による実施例の電気回路図である。

【図６】この発明による別の実施例の電気回路図であ
る。

【図７】この発明によるさらに別の実施例の電気回路図
である。

【符号の説明】

１ ガラス管球 ２ フィラメント ３ リード線 ４ ステム管 ５ アイレット ６ 口金 ７ 白熱電球用封入組成物 ８ アンカ ９ アーク放電電流制限回路 １０ 突入電流制限回路 １１ 照明制御装置 １２ インバータ回路 Ｄ ダイオード ＸＬ 白熱電球 ＡＣ 交流電源 ＳＷ スイッチ Ｒ 抵抗 Ｃ コンデンサ Ｔ トランス Ｔｒ トランジスタ Ｌ インダクタ又は巻線 Ｑ サイリスタ Ｚ ツェナーダイオード Ｔｈ サーミスタ Ｕ 照明ユニット Ｆ ヒューズ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２０体積％以上７０体積％未満のキセノ
   ンガスと３０体積％を越え８０体積％以下の窒素ガスと
   からなる組成物を、点燈時に７００乃至８００トールに
   なるように封入してなる白熱電球。
2. 【請求項２】 請求項１記載の白熱電球を光源としてな
   る照明装置。