JPH0240894A - サイリスタ、と熱応動のスイッチを併用し、設けてなる、放電灯のワンパルス点灯に用いた、即時自動点灯回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 従来のグロー点灯管による、その起動装置に於いては、
点灯起動に時間がかかり、又、スタータ自体の持命に果
いても比較的短かく、工事取り付け後に於ける、ダウン
ライト、外灯、看板灯、あるいは、手のとどかないよう
な場所、又は、多灯に取り付けて使用する場所等に於い
て、その交換手間が容易となる等、不利な点が多い、本
案発明に於いては、このような問題点をなくし、しかも
安価で簡單に製作出来得る点灯起動回路として提供する
ことを目的とするものである。

次に本案発明の構成及び、その起動効果について説明を
述べると、まづ交流電源（１）より安定器（２）を通じ
て、放電灯ランプ（Ｃ）の一端フイラメント（Ａ）を介
した、本案構成回路に用いる、スイッチング素子、記号
分類、サイリスタ、（３）の、その端子（Ｄ）とに接続
し、そのサイリスタ（３）を介した端子（Ｆ）と放電管
（８）の外部リード線（Ｇ）とに接続する一方、サイリ
スタ（３）の端子（Ｅ）より、放電管（８）の外部リー
ド線（Ｋ）とに接続し、又、放電管（８）を介した、外
部リード線（Ｈ）と、フイラメントの一端（Ｂ）とに接
線させ、そのフイラメントを介した一端より、交流電源
（１）とに接続するよう用い、非電源側のフイラメント
（Ａ）（Ｂ）間には従来通りの雑防コンデンサ（９）を
介在させた構成回路に用いる。この接続回路にて交流電
源（１）を通電させると、その電圧、電流が、安定器（
２）、フイラメント（Ａ）、を介して、サイリスタ（３
）を通じるようになるが、ところが、このサイリスタ（
３）の特性により、始め、サイリスタ（３）を介した端
子（Ｅ）には電流は通じなく、端子（Ｆ）によって放電
管（８）内部の放電極ピン（４）と、逆対応となる、電 源（１）より、フイラメント（Ｂ）を通じて、放電管（
８）外部リード線（Ｈ）より放電管（８）内部の可動電
極となる、バイメタルスイッチ（５）と接点に用いた電
極ピン（６）との接触構成回路を設けてあるがため、放
電極ピン（４）と、バイメタル（５）間とに、順方向性
による、トリガー、ケート、電圧となる、すなわち安定
器（２）の二次電圧と放電管（８）内部のガス吸入、及
び、電極間隔で、従来のグロー点灯管同様に放電開始電
圧のＶＢＯを決め用いてなる、その放電を放電管（８）
内部にて生じさせることにより、サージ電圧を吸収させ
る、その吸収放電で、サイリスタ（３）の特性により、
（ＳＣＲ）スイッチング素子となる、サイリスタ（３）
がブレークオーバー電圧となって、瞬時に端子（Ｅ）は
、オンとなり、電流が通ずるようになる。ところが、そ
の電流に於いては、サイリスタ（３）の構造特性により
、回路にダイオードを直列に挿入させた状態と同様に半
波整流波形となり、このため安定器（２）のインピーダ
ンスはその成分のほとんどが抵抗分となり、予熱電流は
安定器のみによる予熱電流とに比較すると、その差５０
％〜１００％、管電流は増加状態となって通電するよう になる、と、その通電と同時にサイリスタ（３）の特性
により、半サイクルの通電状態と共に、その逆半起電圧
による極性によって、放電管（８）内部のバイメタル（
５）側に放電が印加され、生ずるようにもなる、但し、
この電圧極性により生ずる放電状態に於いては、従来の
グロー点灯管内部に印加し、生ずるような双方向極性に
よる、正常放電によるものとは違って、サイリスタ（３
）の端子（Ｅ）より、半サイクルに転じた通電状態と共
に用いる、その逆半起電圧のみの極性によって、かかり
、生ずる放電管（８）内部の放電状態であるから、放電
力が低下状態に変圧した放電となってバイメタル（５）
側の、全体が生ずるものである。しかし、本案に於いて
は、この状態による放電熱度であっても、バイメタル（
５）は、実施例により、その放電状態で用いる発熱によ
り、膨張し、常閉、状態より湾曲され、その間、０．８
秒程度で起動し、接点に用いた電極ピン（６）より開離
状態となることを、実施例で確認しており、その起動力
効果に於いては、電源、電圧が、８５Ｖ、以上に確保す
れば起動することは、確実である、尚、バイメタル（５
）を接点に用いた電極ピン（６）とに接触させる、その 接合加減状態に於いては、電源（１）１００Ｖ、に用い
てなる、その安定器（２）の二次電圧で放電管（８）内
部に生ずる放電熱度と、周囲温度が（＋）２０℃に基づ
く状態で、バイメタル（５）が、０．５秒から、０．８
秒、程度で起動開離するように、バイメタル（５）が接
点に用いた電極ピン（６）とに接触、触れあわせる状態
を加減し、又周囲温度に於ても８０度以上に達しなけれ
ばバイメタル（５）は、可動開離しないよう調整決めを
用いておくことにより、フイラメント（Ａ）（Ｂ）に通
電し、与える予熱時を、その調整起動による、０．５〜
０．８秒、となる開離速度に従って、決め与えられるよ
う、起動効果がもたされるようになると共に、後、本案
の構成起動に用いた、パルス発生スイッチとしてなる、
その作動効果が役割も確実に果たせるようになり、放電
灯ランプ（Ｃ）を点灯させることが出来るものである、
又、点灯後に於て可動電極に用いた、バイメタル（５）
が、パルス発生起動後による開離状態から冷却し、元の
電極ピン（６）え戻どろうとする、その冷却起動速度に
於いても、本案の可動電極となるバイメタル（５）と、
電極ピン（６）との接触調整決めを用いた起動後の冷却 状態は放受熱起動後による予熱が保たれず戻りが非常に
早くなり、ほとんど瞬間にして、戻り、接触するように
なるため、電源（１）にスイッチを用いて、そのスイッ
チで、オン、オフ、の切替え速度を早めて、連続動作さ
せても、放電管（８）内部のバイメタル（５）にくり返
し生ずる、パルスアーク放電のアーク熱も加わわって開
離、停滞、するような、その温度上昇に至るまでは、ほ
とんど影響なく、起動し、点灯させる効果も得られるよ
うになる。尚、バイメタル（５）の起動開離速度に於い
ては、周囲温度の低下、又は、電源、電圧を、１００Ｖ
から８５Ｖ、間に低圧させることにより、その電圧と温
度に従って、開離起動力は、遅くなるが、放電灯ランプ
（Ｃ）のワンパルスによる、点灯起動効果に於いては、
実施例により点灯速度が低速するだけのことで差し支え
はない。

上記のような構成回路による、その起動効果の全体を、
まとめて説明すると、交流電源（１）の電圧、電流を、
オンにすると、安定器（２）、フイラメント（Ａ）、を
通じ、スイッチング素子に用いたサイリスタ（３）の端
子（Ｄ）とに接続させ、そのサイリスタ（３）を介した
端子（Ｆ）より通じ設ける、放電極ピン（４）と、それ
と対応に用いてなる、バイメタル（５）間に、電圧変動
により、先頭逆サージ吸収を、放電素子によって、与え
ることにより、サイリスタ（３）の特性でなる、端子（
Ｅ）に於いては、半波整流波形となる電流が瞬時、放電
灯ランプ（Ｃ）の両端フイラメント（Ａ）（Ｂ）に大き
な予熱交流電流となって与え、通電するようになる、と
、同時に、そのサイリスタ（３）の特性で、半サイクル
に転じた電流でなる、逆電圧極性により、バイメタル（
５）側に、同時放電も印加され生ずるようになるため、
その放電で生じ伝わる、熱温により、接点に用いた電極
ピン（６）より、可動電極となる、バイメタル（５）が
、膨張、湾曲し、起動する、その接触状態の加減によっ
て、開離速度を０．５〜０．８秒程度になるよう調整決
めを用いた、バイメタル（５）が、その放電熱度により 、第２図に示す、放電管（８）内部の矢印方向に、可動
するよう、溶着止めを用いて努定することにより、その
方向に従って、膨張、湾曲され、電極ピン（６）より開
離するようになる、と、その開離する瞬間に発生する、
アーク放電で、高圧、パルス電圧が生じ、そのインダク
ダンスにより、第３図による、放電灯ランプ（Ｃ）は、
雑防コンデンサ（９）の介在効果と共に、ワンパルスで
確実に印加放電を生じ点灯するようになる、又、その時
の放電灯ランプ（Ｃ）に於ける、その点灯速度状態に於
いては、可動電極となる、バイメタル（５）の始動時に
生ずる放電熱で開離する、その起動速度と同様に、０．
５から、０．８秒、程度の早さとなって即時点灯するよ
うになり、又、点灯後に於いては、即、管電圧は降下さ
れ、ブレークダウン電圧となって、放電管（８）内部の
放電極ピン（４）とバイメタル（５）間の放電は生じな
くなり、接点に用いた電極ピン（６）とに可動電極とな
る、バイメタル（５）が冷却し、元に戻って閉じても、
放電による、その電圧吸収は断れるため、サイリスタ（
３）の特性により、電圧がダウンされると、端子（Ｅ）
には電流は通じなくなり、予熱電流の限流インピーダン スが降下されて、安定器（２）より安定電流が決められ
、放電灯ランプ（Ｃ）は、正常な点灯が継続されるよう
になる、尚、再点灯に於いては、電源（１）を、切、入
、することにより、初期同様の起動状態に戻って、その
くり返えしがおこなわれ、点灯するようになる、又、第
４図のように、放電による、電圧吸収のみの働きとして
用いる放電管（１０）と、第２図の放電管（８）内部に
用いた、可動電極となる、バイメタルスイッチ（５）の
代りとして、その応用装置に用いる、ニクロム線（１１
）、りん青銅板（１２）、接点（１３）、を用いた、そ
の熱線応動スイッチとしての起動に於いては、ニクロム
線（１１）により、りん青銅板（１２）を引張って調整
し、光端接点（１３）をオン状態に用い、そのニクロム
線（１１）に通ずる通電熱で伸長する速度を、０．５〜
０．８秒、程度で、りん青銅板（１２）の反発力によっ
て接点が開離起動するよう用い、又、放電によるサージ
電圧吸収に於いては、ネオンランプのように小型に用い
た、両電極ピンのみとなる、放電管（１０）を別途に設
け、サイリスタ（３）の端子（Ｅ）を通電するよう用い
ても、熱線応動スイッチの通電による、その開離起動パ ルスにより、第３図、同様の起動効果が得られ、放電灯
ランプ（Ｃ）を即時点灯させることも出来るようになる
。尚、この始動による、回路構成に於いては、一方向又
は、双方向性のスイッチング素子、ＫＩＶ、サイダツク
等を（３）に用いることも出来るが、サイリスタミ３）
の端子（Ｅ）回路に整流ダイオードを挿入し加えると、
サイリスタ同様の働きで、同、３相導入端子となる（Ｂ
ＣＲ）トライアツクを（３）に介在することも可能とな
る。

次に、第３図による構成起動回路に於いては、放電灯ラ
ンプ（Ｃ）が末期時により放電不能となって管電圧が上
がり、ブレークオーバー電圧となって放電管（８）内部
の放電極ピン（４）と、バイメタル（５）間に放電が生
ずるようになると、当然、サイリスタ（３）の端子（Ｅ
）は電流が継続状態となって通ずるようになるが、この
場合、可動電極に用いた、バイメタル（５）に於いては
、逆半起電圧による、その極性によって放電が生ずるよ
うになるため、その発熱膨張の起動で可動電極となる、
バイメタル（５）が、開離起動するようになるが、その
時の開離時に生ずる、パルス電圧でワンパルスで、放電
灯ランプ（Ｃ）が、点弧印加放電しない状態となると、
放電管（８）内部、バイメタル（５）が、開離起動する
状態となり、この起動状態が何回もくり返し行こなわれ
ると、アーク熱でバイメタル（５）は、完全に温度は上
昇され開離状態を保つ熱度に達し、放電は継続されるよ
うになり、バイメタル（５）は、接点に開いた電極ピン
（６）より、開離状態となった後、今度は更に放電は継
続され、その放電熱によってパイメタル（５）は、膨張
、湾曲し、放電極ピン（４）と、バイメタル（５）の間 隔は、更に開離されると同時に、放電による熱度も、そ
の電極間隔の広がりによって低下され、一定の間隔を用
いた位置で停滞状態となって、保もたれるようになると
共に、放熱も一定した常温状態となり、継続するように
なるから、電源（１）を切るまで、サイリスタ（３）の
端子（Ｅ）より通ずる電流を、遮断し、保護の役割りを
果たすことが出来るようになる。尚、この保護起動とは
別途に、本案回路に温度ヒューズ等を介在するよう用い
れば、更に安全性は高まるようになる。

又、この回路の接点に用いた電極ピン（６）と、バイメ
タル（５）との、設置方向による、その取り付け状態を
逆に用いた、可動スイッチにしても点灯起動効果に於い
ては同様であるが、但し、異状時による保護の役割りは
果たされなく、従来品のグロー点灯管同様にバカつきの
くり返しが行なわれるようになる。

以上、説明を述べた構成起動回路にように、サイリスタ
（３）と、放電管（８）内部構成の可動電極スイッチを
、常開から起動開離するように設けた、その熱応動スイ
ッチとの併用起動回路により、構成されてるため、周囲
温度に関係なく、放電灯ランプ（Ｃ）を即時点灯させる
ことが可能となり、従来品の、グロー点灯管のように、
数回のまたたき後、点灯するようなことはなく、異状時
の保護効果に於いても、安定器（２）の焼損、及び火災
の危険を防止し、しかも電気の無駄をはぶく等の利点も
考慮してあり、又、バイメタル（５）に於いては溶着状
態を起こすこともなく、確実にワンパルスにて点灯せし
め得る起動効果があり、しかも、スタータの点灯起動回
数持命も従来品のグロー点灯管に比較すると、その差、
５倍以上持ちこたえ得る耐久性も実施例で確認しており
、又、始動時の如加放電が、ワンパルス起動によって行
こなわれるようになるため、放電灯ランプ（Ｃ）に於け
る両端フイラメント（Ａ）（Ｂ）の表面に塗られた酸化
物が飛散せず管壁にスパッタリングしないので、管端に
は黒化現象が生ずることなく、放電灯ランプ（Ｃ）の、
使用持命も永く用いられるようになり、従来品のラピツ ドスタート、電子点灯、ＩＣスタータ、又は、高周波点
灯となる、インバーター等とは違って、製造が簡單であ
り、信頼性が高く、安価に出来、しかも、本案に於いて
は、安定器の種美、周波数、又は、使用する放電灯ラン
プ（Ｃ）の種美等を選ぶことなく使用出来、部品構成も
少なく済み、小形となるため、コンパクトに内蔵出来、
又、全オートメーシヨン化による量産加工の可能性が高
い等、広範囲に渡り利用される利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、半波整流波形となる（ＳＣＲ）スイッチング
素子として本案回路の符号（３）に用いる、半導体の、
記号分点、サイリスタ、の３相導入端子となる、本体、
外形図、第２図は本案構成に用いた、放電管の、３線導
入となる、その内部構造図、第３図は、本案の点灯起動
となる構成回路全体説明図、第４図は、本案の放電管に
於ける、その内部構成に用いた、バイメタル起動スイッ
チの代りとしてなる、その起動構成を放電管と別々に設
け、起動させるよう挿入し用いた、熱線応動、開閉スイ
ッチとなる、ニクロム線の通電熱伸長で起動を用いる、
そのスイッチとしてなるものを介在し設けてなる、点灯
起動回路図 （１）交流電源 （２）安定器 （３）半導体（ＳＣＲ）スイッチング素子となる、記号
分点、サイリスタ （４）放電極ピン （５）可動電極に用いた、バイメタル （６）接点に用いる、電極ピン （７）バイメタルとの溶着を用いる、固定極ピン（８）
本案構成に用いた、放電管外部 （９）雑防コンデンサ （１０）両電極ピンのみに用いた、放電管（１１）ニク
ロム線 （１２）りん青銅板 （１３）接点 （Ｃ）放電灯ランプ （Ａ）（Ｂ）フイラメント （Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）サイリスタ、の、３相導入端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 本案、第３図に於ける、点灯起動構成回路の全体図とし
   てなる、その電源（１）より安定器（２）を通じて放電
   灯ランプ（Ｃ）の一端フイラメント（Ａ）を介した、非
   電源側の本案回路に設定し用いる、符号（３）のその構
   成部品として介在接続するものに於いては、第１図に示
   す、半導体のスイッチング素子として、３相導入端子を
   用いた、その記号分類（ＳＣＲ）サイリスタの外形図と
   なるものを、第３図の本案回路、符号（３）に介在する
   よう設け、そのサイリスタ（３）に於いては使用する安
   定器（２）の限流インピーダンスと、その二次電圧を基
   準とした、それにもとづく容量中に適用したものを、符
   号（３）に設定するよう用いた、そのサイリスタ（３）
   の端子（Ｄ）に接続し、そのサイリスタ（３）を介した
   端子（Ｆ）より、第２図に示す、本案構成に用いた放電
   管（８）の内部構造図に於ける、その外部の接続リード
   線として用いた、３線導入となる、そのリード線符号（
   Ｇ）を第３図の回路符号（Ｇ）とに接続し、それとに通
   じ伝わる、放電管（８）内部構成の電圧サージ吸収用と
   して用いる、放電極ピン（４）とに接続するよう用い、
   又、一方サイリスタ（３）の端子（Ｅ）より、放電管（
   ８）外部リード線（Ｋ）とに接続し、第２図に示す放電
   管（８）内部の固定極ピン（７）とによって、スポツト
   溶接で溶着、固定させた、バイメタル（５）を、第３図
   の構成回路に用いた放電管（８）内部、バイメタル（５
   ）の位置に固定して設け、そのバイメタル（５）を、接
   点として用いる、その電極ピン（６）とに接触させ、触
   れあった状態としてなる、可動電極、構成に用いる放電
   管（８）内部を介して放電管（８）外部リード線（Ｈ）
   を通じ、フイラメント（Ｂ）の一端とに接続し、そのフ
   イラメント（Ｂ）を介した一端より電源（１）とに接続
   するよう構成し、非電源側のフイラメント（Ａ）（Ｂ）
   間には従来通りの雑防コンデンサ（９）を介在するよう
   設けた、その構成起動回路としてなるものと、又、それ
   と同等の回路接続に用いた、第４図のサイリスタ（３）
   を介した、放電管（８）内部構成に用いる、その放電極
   ピン（４）の始動構成を別途ネオンランプ同様の小型と
   なる両放電極ピンのみに用いた、放電管（１０）とバイ
   メタルスイッチ（５）の代りに用いる、その応用装置と
   して、ニクロム線（１１）、りん青銅板（１２）を併用
   し、接点（１３）を用いた熱線応動スイッチとしてなる
   ものを、本案接続回路に別々に介在し設けてなる、その
   起動構成回路を含めた、サイリスタ、と熱応動スイッチ
   を併用し、設けてなる、放電灯のワンパルス点灯に用い
   た、即時自動点灯回路。