JP4760406B2 - 電球形蛍光ランプ - Google Patents

Description

本発明は、例えば蛍光ランプを備える電球形蛍光ランプに関する。

家庭などの白熱電球用のソケットに装着可能なＥ２６口金を備え、インバータを内蔵した省電力型の電球形蛍光ランプが商品化されている。
従来の電球形蛍光ランプの多くは、ランプ寿命末期を含む異常時に、蛍光ランプの点灯状態や蛍光ランプを点灯させるための回路の動作が不安定になる。
特に、蛍光ランプが寿命末期に半波放電を起こすと、ランプ電圧が上昇して電極部分が過度に温度上昇することにより、蛍光ランプ周辺の部材が焼損するという不具合を引き起こす恐れがある。このためインバータで点灯される蛍光ランプは、寿命末期を迎えた場合、点灯動作を速やかに終了させる必要がある。

そこで、放電灯を点灯させるインバータ装置の起動回路に抵抗とコンデンサの時定数回路とコンデンサの電圧でブレークオーバーするトリガー素子を有する放電灯点灯装置において、放電灯の少なくとも寿命末期を含む異常時、例えば１つ又は複数の放電灯のうち、１つのフィラメントでも非接続になると、インバータ装置の発振を停止させることで、スイッチング素子等に過大なストレスが加わることなく信頼性を高めた放電灯点灯装置が既に提案されている（例えば特許文献１参照）。

また、蛍光ランプの寿命末期にランプ電流が増加することを利用してインバータのスイッチ素子およびこのスイッチ素子の信号入力側を保護する定電圧素子が破壊されるような素子定数を設定することにより、蛍光ランプの寿命末期時にインバータの発振を速やかに停止するように蛍光ランプ点灯装置も提案されている（例えば特許文献２参照）。
特許３０１０７８９号公報 特開平１０−２０８８９５号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術の場合、フィラメントが断線するなどによって非接続になるまでは、スイッチ素子に過電流が継続して流れることから、この間、スイッチ素子周辺の抵抗素子の過熱状況が継続し過度に発熱し、蛍光ランプが異常放電を継続するという問題がある。
また、上記特許文献２の技術の場合、素子が開放モードで破壊されればインバータの発振が停止するものの、短絡モードで破壊されることも起こり得る。
素子が短絡モードで破壊された場合には、インバータの発振は継続されることもあるので、上記特許文献２は、寿命末期時の異常放電に対する保護手段としては十分なものではなかった。

本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、ランプ寿命末期を含む異常時における蛍光ランプの異常放電に対する保護を確実に行うことのできる電球形蛍光ランプを提供することを目的としている。

上記した目的を達成するために、請求項１ 記載の発明の電球形蛍光ランプは、蛍光ランプと；この蛍光ランプが取り付けられ、電球用の口金が設けられた装置本体と；前記装置本体内に収容され、トランジスタ形スイッチ素子を交互に駆動して前記蛍光ランプを点灯させるインバータと；前記スイッチ素子の複数の端子のうち少なくとも一つの端子に直列的に接続されたセラミック抵抗器と；を備え、前記セラミック抵抗器は、前記蛍光ランプが異常放電を生起したときに過電流が前記インバータに流れて前記セラミック抵抗器が開放破壊することによって、前記インバータの発進を停止するように構成されていることを特徴とする。

請求項１記載の発明では、インバータに用いる複数のスイッチ素子のいくつかの端子のうち少なくとも一つの端子に接続される抵抗器としてセラミック抵抗器を用いることで、ランプ寿命末期を含む異常時にスイッチ素子に過電流が流れた場合に、スイッチ素子に接続されたセラミック抵抗器が開放破壊を起こしインバータの回路を断線させるので、インバータの回路動作そのものが確実に停止する。これにより、ランプ寿命末期を含む異常時における蛍光ランプの過度の発熱を防止でき、蛍光ランプの異常放電に対する保護を確実に行うことができる。
なお、「直列的に」とは、両素子間の物理的な直列接続を示すのみならず、両素子間にスイッチ素子の動作に影響することのない低インピーダンス特性を有する素子が介在して直列接続されたり、等価的な電気要素を介在して直列接続されている場合も含まれる。

請求項２記載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、前記スイッチ素子は、バイポーラトランジスタ形であり、前記セラミック抵抗器は、前記スイッチ素子のエミッタ端子に直列接続された負帰還抵抗、またはベース端子に直列接続されるベース電流制御用抵抗のうちの少なくとも一つであることを特徴とする。

請求項２記載の発明では、スイッチ素子は、バイポーラトランジスタ形であり、スイッチ素子のエミッタ端子に直列接続される負帰還抵抗、またはベース端子に直列接続されるベース電流制御用抵抗をセラミック抵抗器としたことで、異常時に最低限の箇所が開放破壊することで、インバータの回路動作を停止させることができ、蛍光ランプの異常放電に対する保護を確実に行うことができる。

以上説明したように本発明によれば、ランプ寿命末期を含む異常時における蛍光ランプの異常放電に対する保護を確実に行うことができる。

図１、２に示すように、この電球形蛍光ランプは、蛍光ランプ本体１、点灯回路２、カバー３、口金４、グローブ５、仕切り部材６を備えている。蛍光ランプ本体１は、主光源である透光性放電容器１ａ、蛍光体層、放電媒体、電極１ｂ、補助光源である発光ダイオードＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３などを備えている。

なお、発光ダイオードＬＤの他に、例えば有機ＥＬなどの光源を用いてもよい。カバー３、口金４、グローブ５、仕切り部材６などの外形部分を装置本体という。しかし、グローブ５は、必須の構成部品ではない。グローブ５の内部に配設されたＵ字状ガラス管１ａ１を連結して構成された発光管を蛍光ランプ本体１という。
装置本体は、電球用の口金４が固定されたカバー３にグローブ５を固定することで、外形が電球の形状をなすよう構成されている。

カバー３は、白色の遮光性の耐熱性合成樹脂をカップ状の筒体に成形して構成されている。そして、基端３ａが細く絞られ、先端３ｂが開口し、内部が空洞を形成していて、点灯回路２の殆どを包囲している。

カバー３は、少なくともその内部に仕切り部材６および点灯回路２を収納するとともに、蛍光ランプ本体１を支持し、かつ、基端３ａに口金４を支持する。さらに、この例のようにグローブ５を備えたものの場合、カバー３は、グローブ５を固定している。

グローブ５は、透光性のものであり、カバー３に取り付けられている。グローブ５は、この電球形蛍光ランプの外囲器の一部であり、蛍光ランプ本体１とダイオードＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３を内部に収容するものである。

グローブ５は、透明ガラスバルブの内面に形成された光拡散性微粒子を含む塗付膜によって乳白色の透光性および光拡散性を備え、Ａ形をなし、蛍光ランプ本体１を包囲している。つまりグローブ５は、蛍光ランプ本体１の外側を包囲している。

グローブ５を配設することにより、電球形蛍光ランプに種々の機能を付与することができる。グローブ５の基端は、カバー３の先端の開口に接続されている。グローブ５およびカバー３は、外囲器ＡＪを形成している。

発光ダイオードＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３は、グローブ５または装置本体のほぼ中心部分に仕切り部材６に固定されたＬＥＤ支持部材７によってＵ字状ガラス管１ａ１（発光管）よりも少なくとも高い位置に支持されている。図１では矢印Ｃに示されている。

ＬＥＤ支持部材７は、複数のＵ字状ガラス管１ａ１（発光管）に囲まれたほぼ中心位置に発光室Ａの側に突出するように仕切り部材６に固定されている。ＬＥＤ支持部材７は、筒形状をなし、内部にＬＥＤ用の配線８が挿通されている。ＬＥＤ支持部材７は、反射機能を発揮させるために表面の色が白色または銀色となるように形成されており、その材質は、耐熱性樹脂、金属、ガラス、セラミックのいずれかからなるものである。

ＬＥＤ支持部材７は、直下照度をできるだけ多く取るため、グローブ５と発光ダイオードＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３の先端との間隔（図１の矢印Ｂ）が例えば３ｍｍ〜１０ｍｍとなるように発光ダイオードＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３を支持している。発光ダイオードＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３とグローブ５との距離が近いほど直下照度が高くなるが、製造ばらつきを考慮して互いが接触しない程度に離す必要があり、互いの間隔は、上記３ｍｍ〜１０ｍｍとすることが好ましい。

仕切り部材６は、図３に示すように、下方に開放した頂部が閉塞した筒部６ａおよび筒部６ａの外側に突出した鍔部６ｂを備えている。そして、筒部６ａの頂面６ａ１に蛍光ランプ本体１の透光性放電容器１ａのＵ字状ガラス管１ａ１の両端のシール部１ａ３近傍を挿入する挿入孔６ａ２が形成されている。

仕切り部材６は、装置本体の内部を発光室Ａと回路収容室Ｂとに区分するように装置本体に固定されている。透光性放電容器１ａは、Ｕ字状またはＨ字状の管が４個連結されたものである。透光性放電容器１ａは、Ｕ字状またはＨ字状の管が３個連結されたものを用いてもよい。

挿入孔６ａ２には、Ｕ字状ガラス管１ａ１のシール部１ａ３が挿入され、シリコーン接着剤（図示しない。）により仕切り部材６に接着されている。仕切り部材６は、蛍光ランプ本体１を支持し固定している。また、仕切り部材６の筒部６ａの下端内部には、配線基板２ａが挿入され支持されている。

さらに、仕切り部材６は、その鍔部６ｂがカバー３の開口部近傍の内面に当接するようにカバー３内に挿入され、上からグローブ５の開口端がカバー３の開口端に挿入した状態でシリコーン接着剤（図示しない。）によって固着されている。

蛍光ランプ本体１は、ほぼ中央部分の発光ダイオードＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３を包囲するように配置されている。発光ダイオードＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３のみを点灯させた場合、上記高さ位置とあいまって、蛍光ランプ本体１が影になることなく、ほぼ円形にムラなく点灯するようになる。

各Ｕ字状ガラス管１ａ１の下端には、シール部１ａ３が設けられている。また複数の中の一つのＵ字状ガラス管１ａ１の下端には、細管１ａ４が設けられている。細管１ａ４は、シール部１ａ３から下方へ突出して設けられており、透光性放電容器１ａの内部に連通している。

この例の細管１ａ４は、Ｕ字状ガラス管１ａ１の下端より下方へ突出し一部が屈曲している。細管１ａ４は、連結されたＵ字状ガラス管１ａ１の中で最も温度が低くなる部分であり、比較的高い水銀蒸気圧特性を有する主アマルガム（図示せず）を収納する場合に利用する。

次に、図４を参照して配線基板２ａについて説明する。
図４に示すように、配線基板２ａは、回路部品本体を装着した第１の面（以下一面Ｘと称す）とこれらの回路部品の端子を半田付けした第２の面Ｙ（以下他面Ｙと称す）とを有している。回路部品は、電子部品ともいう。回路部品は、外部のスイッチのオン・オフ操作により供給、または供給停止される交流電源から得られた直流電源を基に高周波駆動するインバータＩＮＶを構成する電子部品（スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３、ダイオードＤ１、トリガダイオードＤＢ３、コンデンサＣ１、Ｃ３…、抵抗素子Ｒ１〜Ｒ６…など）を含む。また、回路部品は、発光ダイオードＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３を点灯させる電子部品（スイッチング素子Ｑ４、ダイオードＤ２、コンデンサＣ９…、抵抗素子Ｒ１３など）を含む。

すなわち、回路部品は、装置本体内に収容された蛍光ランプを点灯させるインバータＩＮＶと補助光源としての発光ダイオードＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３を点灯させる回路の各部品を含んでいる。

発光ダイオードＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３を点灯させる補助光源点灯回路の部品として、限流抵抗５０（限流用の抵抗素子Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９）がある。これらの抵抗素子Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９は、素子本体４１が配線基板２ａの一面Ｙの側に配置され、配線基板２ａに実装されている。

素子本体４１から引き出されたリード４２は、配線基板２ａのリード挿入孔から他面Ｘへ挿通して露出したところで切断され、この他面Ｘと反対の一面Ｙに形成された半田付け用パターンに半田４４で接続（半田付け）されている。

また、配線基板２ａの他面Ｘには、電子部品が実装され、それぞれの部品の端子４５がリード挿入孔から一面Ｙへ挿通して露出したところで切断され、一面Ｙに形成された半田付け用パターンに半田４４で接続（半田付け）されている。

配線基板２ａの一面Ｙから限流用の抵抗素子Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９の素子本体４１までの距離は３ｍｍ以上離間されている。このように３ｍｍ以上の間隔をあけることで、限流用の抵抗素子Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９で発生した熱が、配線基板２ａの一面Ｙに実装された整流ダイオード、コンデンサ、抵抗等のチップ部品および他面Ｘに配置した電子部品へ伝わり難くなる。

次に、図５を参照してこの電球形蛍光ランプの点灯回路２の回路構成について説明する。
点灯回路２は、図１に示した配線基板２ａに実装されている。配線基板２ａは、ほぼ円形をなし、仕切り部材６を介してカバー３の開口端近傍に支持されている。ほぼ円形状の配線基板２ａは、その一部が切り欠かれ、Ｕ字状ガラス管１ａ１の最冷部１ａ４が挿通される。

点灯回路２は、蛍光ランプ（主光源）を点灯させるインバータ回路と、発光ダイオードＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３（補助光源）を点灯させる回路と、ユーザの好みのままに蛍光ランプおよび発光ダイオードＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３のうちのいずれか一方を点灯させるように壁スイッチなどがオン・オフされ、そのオン・オフ操作により入力電圧が変化した場合に、その変化に応じて各光源を点消灯制御する制御回路とを有している。

図５に示すように、点灯回路２は、商用の交流電源が壁スイッチを通じて供給されるポートＰｏｒｔＶ１、ＰｏｒｔＶ２、過電流遮断器としてのフューズＦＵ１、コンデンサＣ１とコイルＬ１から構成されるノイズフィルタＮＦ、整流平滑回路ＲＳ、インバータＩＮＶ、発光ダイオード回路ＬＥＤ、調光制御回路ＤＣＣ、放電回路ＤＩＳ、スイッチオフ検出回路ＳＣ、起動回路ＳＴ、インバータ発振停止回路ＩＯＳＣ、蛍光ランプ本体（Ｌａｍｐ）１、ソフトスタート回路ＳＳなどを有している。なお、点灯回路２は、必要に応じて他の構成を付加したり、または省いたりすることが許容される。

ノイズフィルタＮＦは、整流平滑回路ＲＳの直流出力側において線路に直列に挿入されたインダクタＬ１および同じく入力側において線路間に並列的に接続されたコンデンサＣ１を備える。

蛍光ランプ本体１は、一対のフィラメント電極１ｂにはそれぞれ端子Ｋ３，Ｋ４、Ｋ５，Ｋ６が設けられている。端子Ｋ３、Ｋ５には共振コンデンサＣ５が並列に接続されている。他方の一対の端子Ｋ４、Ｋ６には、ソフトスタート回路ＳＳが接続されている。

ソフトスタート回路ＳＳは、例えば温度可変抵抗素子ＰＴＣを利用した回路であり、電流が温度可変抵抗素子ＰＴＣに流れることで、温度可変抵抗素子ＰＴＣが自己発熱しインピーダンスを変化させて蛍光ランプ本体１を徐々に加熱する。

商用の交流電源は、この例の場合、商用１００Ｖ交流電源、つまり家庭用のＡＣ電源である。ポートＰｏｒｔＶ１は、フューズＦＵ１を介して全波整流回路ＦＢＲ１の入力端に接続されている。ポートＰｏｒｔＶ２は、全波整流回路ＦＢＲ１の他の入力端に接続されている。ポートＰｏｒｔＶ１、ＰｏｒｔＶ２は、交流電源が供給されるソケット（図示せず）に取り付けられる口金４および点灯回路２の電源入力端がこれに相当する。

整流平滑回路ＲＳは、全波整流回路ＦＢＲ１および平滑コンデンサＣ２からなる。平滑コンデンサＣ２には、電解コンデンサが用いられている。つまり整流平滑回路ＲＳは、交流を平滑化された直流に変換する手段であり、直流出力端に平滑化直流を出力するものである。

インバータＩＮＶは、駆動トランスＣＴの帰還信号によって自励発振するハーフブリッジ形インバータであり、第１および第２のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を主体とし、コンデンサＣ４，抵抗器Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４、Ｒ５，Ｒ６、駆動トランスＣＴ、起動回路ＳＴなどを含む回路によって構成されている。
このインバータＩＮＶは、交互にスイッチング動作を行う２つのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２からなる直列回路を直流電源に接続して構成される。

第１のスイッチング素子Ｑ１および第２のスイッチング素子Ｑ２は、バイポーラ形トランジスタである。第１のスイッチング素子Ｑ１のコレクタは、整流平滑回路ＲＳの直流出力端の正極に接続されている。第２のスイッチング素子Ｑ２のコレクタは、ダイオードＤ１のカソードに接続されている。

抵抗器Ｒ３は、第１のスイッチング素子Ｑ１のベース端子と駆動トランスＣＴの二次コイルに直列的に接続されている。抵抗器Ｒ５は、第２のスイッチング素子Ｑ２のベース端子と駆動トランスＣＴの二次コイルに直列的に接続されている。つまり抵抗器Ｒ３，Ｒ５は、バイポーラ形トランジスタＱ１，Ｑ２のベース電流制御用の抵抗、いわゆるベース抵抗である。

抵抗器Ｒ４は、第１のスイッチング素子Ｑ１のエミッタ端子とダイオードＤ１のカソードに直列的に接続されている。換言すれば第１のスイッチング素子Ｑ１のエミッタは、抵抗器Ｒ４を介してダイオードＤ１のカソードに直列的に接続されている。

抵抗器Ｒ６は、第２のスイッチング素子Ｑ２のエミッタ端子と整流平滑回路ＲＳの直流出力端の負極に直列的に接続されている。換言すれば第２のスイッチング素子Ｑ２のエミッタは、抵抗器Ｒ６を介して整流平滑回路ＲＳの直流出力端の負極に直列的に接続されている。

抵抗器Ｒ４，Ｒ６は、通称：エミッタ抵抗と呼ばれる負帰還抵抗である。
抵抗器Ｒ３，Ｒ４、Ｒ５，Ｒ６には、セラミックチップ抵抗が用いられており、配線基板２ａの蛍光ランプ本体１側に対向する面にそれぞれ実装されている。チップ抵抗の大きさは、２ｍｍ×１．２５ｍｍ（ＥＩＡ規格０８０５サイズ）である。

これらセラミック抵抗器（抵抗器Ｒ３，Ｒ４、Ｒ５，Ｒ６）の含む回路は、蛍光ランプ本体１が異常放電を生起したときに過電流がインバータＩＮＶに流れると、開放破壊することによって、インバータＩＮＶの発進を停止するように構成されている。
このように第１のスイッチング素子Ｑ１および第２のスイッチング素子Ｑ２周辺の抵抗素子をセラミックチップ抵抗とすることで、例えば放電ランプの寿命末期時を含む異常放電状態のときに、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に過電流が継続して流れた場合に、セラミックチップ抵抗が開放破壊を起こし、ランプの点灯を停止させる。つまり、セラミックチップ抵抗がヒューズの役目を果たし、過電流による過度の発熱などの異常動作を防止できる。

なお、蛍光ランプの寿命末期の過電流によって開放破壊を確実に生起させるには、チップ抵抗を、長さ２．５ｍｍ以下、幅２．０ｍｍ以下、高さ２．０ｍｍ以下の寸法に抑えるのが好ましい。

なお、セラミックチップ抵抗は、過電流破壊によって確実に開放モードになる素子なので、ＭＯＳ−ＦＥＴ、チップコンデンサまたは定電圧ダイオードに比べて寿命末期時にインバータＩＮＶの発振を停止させるための素子として好適である。

コンデンサＣ４および抵抗器Ｒ２は、整流平滑回路ＲＳの直流出力端の正極とダイオードＤ１のカソードに、並列に接続されている。コンデンサＣ４は、スイッチング改善用のスナバ素子であり、電流の流れをＯＮ／ＯＦＦする第１のスイッチング素子Ｑ１にて切り替わりの過渡状態で発生する高いスパイク電圧を防止する。

これにより、第１のスイッチング素子Ｑ１および第２のスイッチング素子Ｑ２の直列回路の両端間、すなわちインバータＩＮＶの入力端に整流平滑回路ＲＳから出力される平滑化直流電圧が印加される。

インバータＩＮＶを起動する起動回路ＳＴは、抵抗器Ｒ１，Ｒ２１、ダイオードＤ１、起動用のコンデンサＣ３、トリガ素子であるトリガダイオードＤＢ３などからなる。
抵抗器Ｒ１は、ダイオードＤ１のアノードとカソード間に接続されている。
起動用のコンデンサＣ３は、ダイオードＤ１のアノードと整流平滑回路ＲＳの直流出力端の負極に接続されている。

ダイオードＤ１は、コンデンサＣ３に蓄えられた電荷を、第２のスイッチング素子Ｑ２がオンしたときに第２のスイッチング素子Ｑ２のコレクタ・エミッタを通じて放電、つまり抜くためのものである。

トリガダイオードＤＢ３は、商用１００Ｖの交流電源からの電圧供給によって、インバータＩＮＶを起動させるときに、起動用のコンデンサＣ３の電圧が上昇し、ブレークオーバー電圧を超えると、通電状態になり、第２のスイッチング素子Ｑ２のベースに起動パルスを与え、インバータＩＮＶの発振を開始させる。

コンデンサＣ６は、整流平滑回路ＲＳの直流出力端の正極と放電ランプ本体１の端子Ｋ３に接続されている。コンデンサＣ６は、直流成分カット用のカップリングコンデンサ（結合コンデンサ）である。コンデンサＣ６は、インバータＩＮＶから直流成分が負荷回路ＬＣに流入しないようにするための手段である。コンデンサＣ７およびインダクタＬ３は直列共振回路である。

直列共振回路は、インバータＩＮＶから出力される高周波交流により作動して蛍光ランプ本体１を安定に点灯させる回路である。

インバータ発振停止回路ＩＯＳＣは、スイッチング素子Ｑ３とコンデンサＣ８からなる。スイッチング素子Ｑ３は、ＭＯＳＦＥＴを利用している。スイッチング素子Ｑ３がオフ状態のときにインバータＩＮＶが発振する。スイッチング素子Ｑ３がオン状態になると、第２のスイッチング素子Ｑ２のべースが短絡するためインバータＩＮＶは発振しない。

調光制御回路ＤＣＣは、スイッチオフ検出回路ＳＣ、発光ダイオード回路ＬＥＤ、ＬＥＤ点灯回路ＬＬＣ、ラッチ回路ＬＴＣなどを有している。

複数の電圧保持回路ＶＨ１、ＶＨ２は、壁スイッチのオン・オフ操作による調光指令信号を識別するために、例えばコンデンサの放電時定数が異なる時定数回路を主体とする回路である。スイッチオフ検出回路ＳＣは、スイッチング素子Ｑ５とツェナーダイオードＺＤ３と抵抗器Ｒ１５を有している。スイッチング素子Ｑ５には、例えばＰＮＰ接合のトランジスタが利用されている。

スイッチオフ検出回路ＳＣは、壁スイッチとして、通称「ＯＦＦピカスイッチ」などと呼ばれる、ネオン管などの発光素子が抵抗成分としてスイッチ回路に対して並列接続されたスイッチが入力側の負荷として接続された場合の誤動作を防止するための回路である。

抵抗成分入りの壁スイッチがＯＦＦされた場合、壁スイッチの抵抗成分を介して電流が流れ続けるために、回路電位はゼロにはならない。このため、回路電位がツェナーダイオードＺＤ３のクランプ電圧（例えば１６Ｖなど）以下になった場合にスイッチング素子Ｑ５をオフしてスイッチング素子Ｑ５のエミッタ・コレクタ間の通電を遮断することで、ラッチ回路ＬＴＣの電圧保持状態が強制的に解除される。なお、コンデンサＣ１１は、スイッチオフ検出回路ＳＣのノイズフィルタとして作用するものである。

抵抗器Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３から供給される電圧を抵抗器Ｒ１４にて分流し、第１の電圧保持回路ＶＨ１、第２の電圧保持回路ＶＨ２およびラッチ回路ＬＴＣに供給する。

電圧保持回路ＶＨは、抵抗器Ｒ１７とこれに並列接続されたコンデンサＣ１２およびコンデンサＣ１３とダイオードＤ４とからなる。

ラッチ回路ＬＴＣは、プログラマブル・ユニジャンクション・トランジスタ１（以下ＰＵＴ１と称す）、コンデンサＣ１４、抵抗器Ｒ１６、Ｒ１８、Ｒ１９から構成されている。ＰＵＴ１は、抵抗器Ｒ１８と直列回路を構成し、電解コンデンサＣ１５に並列に接続されている。

抵抗器Ｒ１６は、ダイオードＤ４のアノードとＰＵＴ１のゲートとに接続されている。抵抗器Ｒ１９は、ＰＵＴ１のカソードとスイッチング素子Ｑ３のゲートに接続されている。

放電回路ＤＩＣは、抵抗器Ｒ２０とダイオードＤ６との直列回路により構成されている。抵抗器Ｒ２０の他の一端は、コンデンサＣ３とトリガダイオードＤＢ３の接点に接続されている。ダイオードＤ６のカソードは、スイッチング素子Ｑ４のソースに接続されている。

発光ダイオード回路ＬＥＤは、直列に接続された限流用の抵抗器Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９と、これら抵抗器Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９と直列に接続された発光ダイオードＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３、ダイオードＤ２を有している。抵抗器Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９は、定数設定のためと発熱を分散させるため複数個としたが、一つでもさらに多くても良い。このように用いる抵抗を限流用抵抗５０という。

限流用抵抗５０の一端は、整流平滑回路ＲＳの直流出力端の正極に接続されており、他端は、発光ダイオードＬＤ１のアノードに接続されている。ダイオードＤ２のカソードは、発光ダイオードＬＤ１のアノードに接続されている。ダイオードＤ２のアノードは、発光ダイオードＬＤ３のカソードに接続されている。

ＬＥＤ点灯回路ＬＬＣは、発光ダイオード回路ＬＥＤの点消灯を制御する回路であり、ＬＥＤ点消灯の機能とコンデンサＣ３の電荷放電機能とを兼用するスイッチング素子Ｑ４と抵抗器Ｒ１３とコンデンサＣ９とを備える。

抵抗器Ｒ１３の一端は、抵抗器Ｒ１８とＰＵＴ１との間に接続されている。また、抵抗器Ｒ１３の他端は、スイッチング素子Ｑ４のゲートに接続されている。コンデンサＣ９は、スイッチング素子Ｑ４のゲートと整流平滑回路ＲＳの直流出力端の負極に接続されている。

スイッチング素子Ｑ４のソースには、ダイオードＬＤ３のカソードが接続されている。スイッチング素子Ｑ４のドレインは、整流平滑回路ＲＳの直流出力端の負極に接続されている。

ＬＥＤ点灯回路ＬＬＣは、抵抗器Ｒ１８の両端に電圧が発生し、コンデンサＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３が充電された後の放電によりＰＵＴ１がオンしたときに抵抗器Ｒ１３を通してスイッチング素子Ｑ４のゲートに電圧を印加してスイッチング素子Ｑ４をオンし、スイッチング素子Ｑ４のソース・ドレイン間を導通させる回路である。

スイッチング素子Ｑ４がオンすると、整流平滑回路ＲＳから抵抗器Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９を通じて発光ダイオードＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３に電流が流れ、発光ダイオードＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３が点灯する。このとき、インバータ発振停止回路ＩＯＳＣのスイッチング素子Ｑ３はオン状態なので、インバータＩＮＶは発振を停止し、蛍光ランプ本体１は消灯する。

また、スイッチング素子Ｑ４がオンすると、コンデンサＣ３に電荷が蓄積されないように抵抗器Ｒ２０を通じてスイッチング素子Ｑ４から通電される。

発光ダイオード回路ＬＥＤは、蛍光ランプ本体１の点灯時の１０％〜２０％程度の明るさ、つまりベビー球と同等の明るさで点灯させるよう回路が構成されている。
蛍光ランプ本体１は、回路の消費電力を含めた消費電力が１３Ｗ程度で、電球色の場合、８１０ｌｍの全光束となるように回路設計を行っている。

インバータ発振停止回路ＩＯＳＣは、調光制御回路ＤＣＣから供給されるオン信号により、コンデンサＣ８に電荷を溜めてスイッチング素子Ｑ３をオンさせることで、スイッチング素子Ｑ２のベース電圧を落とし、インバータＩＮＶの発振を確実に停止する。

調光制御回路ＤＣＣでは、壁スイッチのオン・オフ操作による電源供給時間、または供給停止の時間に応じて、インバータ発振停止回路ＩＯＳＣおよびＬＥＤ点灯回路ＬＬＣを制御して、蛍光ランプ本体１および発光ダイオード回路ＬＥＤのうちのいずれかを点消灯せる制御を行う制御回路（手段）である。

「壁スイッチのオン・オフ操作による交流電源からの電力供給または供給停止の時間に応じて」とは、壁スイッチのオン・オフ操作の組み合わせ（オン→オフ→オンなど）やオフ時間の長さ（長短など）が含まれる。

オン操作およびオフ操作の組み合わせは、例えば電源供給を短い間隔で停止したり、オフ操作に引き続くオン操作での電源の再供給を行うことなどであり、それらの有無または操作回数により調光指令信号の内容が識別される。

また、オフ時間の長さによる場合とは、例えば３秒を超える長いオフ時間と３秒以内（１〜２秒程度）の短いオフ時間とで異なる内容として調光制御回路ＤＣＣで識別される。

調光制御回路ＤＣＣでは、電源投入後、抵抗器Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１２を通じてコンデンサＣ１０が充電されると共に、スイッチング素子Ｑ５を通じてコンデンサＣ１１が充電される。また、電源投入後、スイッチング素子Ｑ５およびダイオードＤ４を通じてコンデンサＣ１２，Ｃ１３が充電される。

充電時には、コンデンサＣ１１の電圧（点Ｔの電位）とコンデンサＣ１２，Ｃ１３の合成電圧（点Ｕの電位）とで電位差が生じる。つまりダイオードＤ４のフォワード電圧分（約０．６Ｖ）だけコンデンサＣ１２，Ｃ１３の合成電圧（点Ｕの電位）の方が低くなる。

ＰＵＴ１は、アノード電圧よりもゲート電圧が０．６Ｖ以上低下した場合にオンし、その後、ゲート電圧値に関わらずオンを保持する。
この回路では、ＰＵＴ１のアノード電圧は、コンデンサＣ１２，Ｃ１３の合成電圧（点Ｕの電位）であり、ゲート電圧は、コンデンサＣ１１の電圧（点Ｔの電位）であるので、充電時にはＰＵＴ１は、オンしない（Ｔ＞Ｕ）。

一方、壁スイッチのオフ操作によって回路電位が低下し、スイッチング素子Ｑ５がオフして以降の回路（ラッチ回路ＬＴＣなど）への電源供給が停止されると、コンデンサＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３が蓄積した電荷の放電を開始する。コンデンサＣ１１は、コンデンサＣ１２，Ｃ１３に比べて容量が小さく自己放電により素早く放電する。

また、コンデンサＣ１２，１３は、抵抗器Ｒ１７を通してゆっくりと放電する。このとき、互いの時間差からＴ＜Ｕの状態が発生する。点Ｔの電位が点Ｕの電位よりも０．６Ｖ低くなると、ＰＵＴ１はオンする。この例では、Ｔ＜Ｕの状態が発生する時間が１秒〜３秒程度になるよう回路定数を設定している。

調光制御回路ＤＣＣは、壁スイッチのオン操作により交流電源が供給された後、壁スイッチのオフ操作により交流電源の供給が停止され、一定時間（３秒）以上経過後に引き続き、抵抗器Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１２、ダイオードＤ４からＰＵＴ１のオンを維持するための保持電流の供給がない場合、ＰＵＴ１はオフ状態となり、交流電源が再供給されたとき、インバータＩＮＶを駆動して蛍光ランプ本体１を点灯させる。

また、調光制御回路ＤＣＣは、壁スイッチのオフ・オン操作により交流電源の供給が停止された時間が一定時間（３秒）以下（１、２秒程度）で交流電源が再供給されたとき、蛍光ランプ本体１を消灯させると共に発光ダイオードＬＤ１、ＬＤ２，ＬＤ３を点灯させる。

このように回路が構成された電球形蛍光ランプは、インバータＩＮＶを構成する回路部品の一つであるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のエミッタ端子に接続される負帰還抵抗である抵抗器Ｒ４，Ｒ６として、過電流により開放破壊するセラミック抵抗を用いて配線基板２ａ上に実装している。
また、この電球形蛍光ランプは、インバータＩＮＶを構成する回路部品の一つであるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のベース端子に接続されるベース抵抗である抵抗器Ｒ３，Ｒ５として、過電流により開放破壊するセラミック抵抗を用いて配線基板２ａ上に実装している。

この実施形態の電球形蛍光ランプは、上記説明のとおり、装置本体に蛍光ランプ本体１と発光ダイオードＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３などの補助光源とを一体に内蔵しており、壁スイッチのオン・オフ操作の時間（タイミング）によって、蛍光ランプ本体１と発光ダイオードＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３のいずれかを点灯させる。
また、配線基板２ａのインバータＩＮＶを構成する部品の一つであるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のエミッタ端子に接続する抵抗器Ｒ４，Ｒ６とスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のベース端子に接続する抵抗器Ｒ３，Ｒ５をセラミックチップ抵抗としたことで、ランプ寿命末期を含む異常時にスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に過電流が流れた場合に、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に接続されたセラミック抵抗である抵抗器Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６が開放破壊を起こし、インバータＩＮＶの回路を断線させるので、インバータＩＮＶの回路動作そのものが停止し、抵抗器Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６や蛍光ランプ本体１を含めた部品の過度の発熱を防止できる。
つまり、蛍光ランプ本体１の寿命末期などに点灯回路２が異常動作を起こしかけると、セラミック抵抗がヒューズの役目をして蛍光ランプ本体１を消灯させるので、ランプ寿命末期を含む異常時における蛍光ランプの異常放電に対する保護を確実に行うことができる。

なお、本発明は上記実施形態のみに限定されるものではない。
上記実施形態では、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のエミッタ端子およびベース端子にそれぞれ接続する抵抗器Ｒ３〜Ｒ６すべてをセラミックチップ抵抗として説明したが、エミッタ端子の抵抗器Ｒ４，Ｒ６のみ、またはベース端子の抵抗器Ｒ３，Ｒ５のみをセラミックチップ抵抗としても良い。
また、スイッチング素子Ｑ１に接続する抵抗器Ｒ３，Ｒ４のみ、スイッチング素子Ｑ２に接続する抵抗器Ｒ５，Ｒ６のみをセラミックチップ抵抗としても良い。
すなわち、本発明では、インバータを構成する部品の一つであるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の複数の端子のうち、コレクタ端子を除いた少なくとも一つの端子に接続される抵抗器をセラミック抵抗器とすればよい。

上記実施形態では、装置本体に蛍光ランプ本体１と発光ダイオードＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３などの補助光源とを一体に設けた電球形蛍光ランプを一例にして説明したが、従来の装置本体に蛍光ランプ本体１のみを備えるものについても抵抗器Ｒ４，Ｒ６および／または抵抗器Ｒ３，Ｒ５の少なくとも一つにセラミックチップ抵抗を用いても良い。

上記実施形態では、インバータＩＮＶに用いる抵抗器Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６として、ＥＩＡ規格で規定された０８０５サイズのものを使用したが、点灯回路の構成変更や新たな素材の抵抗器の出現によっては、これ以外のサイズや材質のものも利用可能である。
また、部品の追加にはなるが、インバータＩＮＶの回路部品としての抵抗器とは別にヒューズ動作専用のチップ部品をスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に接続しても良い。

本発明の一つの実施形態の電球形蛍光ランプの構成を示す一部断面正面図。 グローブを透視した平面図。 電球形蛍光ランプの分解斜視図。 回路基板に限流用の抵抗素子を実装した一例を示す図。 電球形蛍光ランプの点灯回路の一例を示す図。

符号の説明

１…蛍光ランプ本体、２…点灯回路、２ａ…配線基板、ＩＮＶ…インバータ、Ｑ１，Ｑ２…スイッチング素子、Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６…セラミックチップ抵抗器。

Claims (2)

1. 蛍光ランプと；
   この蛍光ランプが取り付けられ、電球用の口金が設けられた装置本体と；
   前記装置本体内に収容され、トランジスタ形スイッチ素子を交互に駆動して前記蛍光ランプを点灯させるインバータと；
   前記スイッチ素子の複数の端子のうち少なくとも一つの端子に直列的に接続されたセラミック抵抗器と；
   を備え、
   前記セラミック抵抗器は、
   前記蛍光ランプが異常放電を生起したときに過電流が前記インバータに流れて前記セラミック抵抗器が開放破壊することによって、前記インバータの発進を停止するように構成されていることを特徴とする電球形蛍光ランプ。
2. 前記スイッチ素子は、バイポーラトランジスタ形であり、
   前記セラミック抵抗器は、前記スイッチ素子のエミッタ端子に直列接続された負帰還抵抗、またはベース端子に直列接続されるベース電流制御用抵抗のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項１記載の電球形蛍光ランプ。

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