JP2000077195A - 電球形蛍光ランプおよび照明器具 - Google Patents

電球形蛍光ランプおよび照明器具

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JP2000077195A JP24633098A JP24633098A JP2000077195A JP 2000077195 A JP2000077195 A JP 2000077195A JP 24633098 A JP24633098 A JP 24633098A JP 24633098 A JP24633098 A JP 24633098A JP 2000077195 A JP2000077195 A JP 2000077195A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】蛍光ランプの寿命末期時に、簡単な構成によっ
てインバータ回路の発振動作を停止させることのできる
電球形蛍光ランプおよび照明器具を提供する。 【解決手段】電球形蛍光ランプ1の蛍光ランプ2は、U
字形に屈曲された発光部2cを形成している。基体3の
一端3aには商用交流電源Vsと電気的に接続可能なね
じ込み形の口金5が取着され、その他端3bに蛍光ラン
プ2が樹脂等を用いて固着されている。基体3の内部に
は基体3に支持された回路基板6を有し、この回路基板
6にスイッチ素子Q1を有して構成されたインバータ7
が実装された高周波点灯装置4が収容されている。回路
基板6はインバータ7を構成するスイッチ素子Q1の一
個を一面側(下面側)に配設するとともにスイッチ素子
Q1が配設された部位の他面側(上面側)に発熱部品R
1を配設している。蛍光ランプ2の寿命末期時に、スイ
ッチ素子Q1は自己発熱と発熱部品R1による熱作用で
直ちに熱破壊して、インバータ7を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電球形蛍光ランプ
および照明器具に関する。
【0002】
【従来の技術】高周波点灯回路を用いた電球形蛍光ラン
プは、蛍光ランプが寿命末期になった状態で点灯し続け
ると、電極近傍のバルブ温度が過度に上昇し、周辺部品
の損傷を招くという問題がある。このため、一般的に
は、電源入力部にヒューズを介挿して、蛍光ランプの寿
命末期時に入力電流が増加するとヒューズを遮断させて
部品が損傷することを防止している。例えば、特開平2
−162700号公報に開示されている電球形蛍光ラン
プの高周波点灯装置は、図6に示すように、商用交流電
源Vsを整流器21で整流した後平滑する平滑用コンデ
ンサ22とMOS形電界効果トランジスタ24の間に温
度ヒューズ23を介挿している。そして、温度ヒューズ
23は、図7に示すように、MOS形電界効果トランジ
スタ24の放熱板24aとMOS形電界効果トランジス
タ25の放熱板25aとの間に挟持され両方のMOS形
電界効果トランジスタ24,25と熱的結合されて、回
路基板26に配置されている。そして、蛍光ランプ27
が寿命末期になったり、高周波点灯装置20の動作に異
常が発生したりしてランプ電流が増大する事態となる
と、高周波点灯装置20の回路部品が異常発熱するよう
になる。特に、MOS形電界効果トランジスタ24,2
5には大きなランプ電流が流れるのでその発熱が極めて
大きくなる。こうして、放熱板24a,25aには大き
な熱が放出され、その結果、温度ヒューズ23は短時間
のうちに溶断される。温度ヒューズ23が溶断される
と、インバータ回路28の動作は停止され、蛍光ランプ
27は付勢されない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の電球形
蛍光ランプは、MOS形電界効果トランジスタ24,2
5からの熱を温度ヒューズ23で直接受けるので、蛍光
ランプ27の寿命末期時に、インバータ回路28の動作
の停止を短時間で行なうことができるものである。しか
しながら、上記従来技術の電球形蛍光ランプは温度ヒュ
ーズ23を備えるので、部品点数が増え、また、温度ヒ
ューズ23を放熱板24a,25aで挟持するように回
路基板26に配置するので、部品の組み立てに時間を要
し、その結果、製品コストが上昇するという欠点があ
る。
【0004】本発明は上記問題点に鑑みなされたもの
で、主に蛍光ランプの寿命末期時に、簡単な構成によっ
てインバータ回路の発振動作を停止させることのできる
電球形蛍光ランプおよび照明器具を提供することを目的
とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の電球形
蛍光ランプの発明は、商用交流電源と電気的に接続可能
な口金を有する基体と;この基体に取付けられた蛍光ラ
ンプと;前記基体に支持された回路基板を有し、この回
路基板には前記口金を介して供給された商用交流電源を
直流化しスイッチ素子の発振により高周波電力を前記蛍
光ランプに出力するインバータが実装され、前記スイッ
チ素子が回路基板の一面側に配設されるとともに前記ス
イッチ素子が配設された部位の他面側に発熱部品が配設
されて構成される高周波点灯装置と;を具備している。
【0006】本発明および以下の各発明において、特に
言及しない限り用語の定義および技術的意味は次のとお
りとする。
【0007】蛍光ランプは、U字形、鞍形など屈曲した
形状のランプであり、管径、長さ、電力、種類などは問
わない。
【0008】スイッチ素子は、電界効果トランジスタ、
バイポーラトランジスタなどオンオフ動作をしてインバ
ータを構成するものであればよく、個数は問わない。
【0009】スイッチ素子が配設された部位とは、回路
基板の一面側に配設されたスイッチ素子の回路基板上に
占める場所、すなわち、スイッチ素子を回路基板上に回
路基板に対して垂直方向より投影したときに投影された
範囲であるが、発熱部品がスイッチ素子に熱的作用を与
えれば、その近傍を許容する。
【0010】発熱部品とは、ランプ電力の上昇に伴って
発熱量も上昇するものであり、高周波点灯装置の回路部
品の一部を構成しているものである。したがって、イン
バータがハーフブリッジ形であるなど、スイッチ素子が
複数であるときは、その一個を発熱部品とすることを許
容する。
【0011】スイッチ素子は発熱部品が異常発熱したと
きに、発熱部品より熱的影響を受けるように回路基板に
配設されていればよく、敢えて回路基板に密接または近
接して配設させる必要はない。
【0012】電球形蛍光ランプは、商用交流電源より口
金を介して給電される。インバータのスイッチ素子は発
振して高周波電力を蛍光ランプに出力し、蛍光ランプが
点灯する。蛍光ランプが寿命末期となったり、インバー
タが異常動作をすると、入力電流が増加して発熱部品の
発熱が大きくなり、また、スイッチ素子の発熱も大きく
なる。スイッチ素子は自己の発熱に加え、発熱部品から
の熱作用により、短時間内に熱破壊される。その結果、
インバータは発振を停止し、蛍光ランプは消灯する。
【0013】高周波点灯装置は、回路基板の一面側に配
設されたスイッチ素子の部位の他面側に発熱部品を配設
するように構成されているので、スイッチ素子が発熱部
品からの熱作用を受けやすい。その結果、蛍光ランプが
寿命末期となったり、インバータが異常動作をするとき
に、直ちにスイッチ素子を熱破壊させてインバータを停
止させることができる。
【0014】請求項2に記載の電球形蛍光ランプの発明
は、請求項1記載の電球形蛍光ランプにおいて、前記発
熱部品は、整流回路とスイッチ素子との間に直列に接続
されたインダクタ素子または抵抗素子である。
【0015】インダクタ素子または抵抗素子は、突入電
流防止用の素子であり、寿命末期時、入力電流の増加に
伴い大きく発熱する。
【0016】蛍光ランプの寿命末期やインバータの異常
動作などによって、入力電流の増加に伴い大きく発熱す
る発熱部品であるので、スイッチ素子に熱作用してスイ
ッチ素子を直ちに熱破壊させることができる。
【0017】請求項3に記載の電球形蛍光ランプの発明
は、請求項1または2記載の電球形蛍光ランプにおい
て、前記スイッチ素子が配設された前記回路基板の一面
側が蛍光ランプに対向している。
【0018】スイッチ素子は蛍光ランプに対向して配設
されているので、蛍光ランプからの熱作用も受けて熱破
壊しやすい。
【0019】請求項4に記載の電球形蛍光ランプの発明
は、請求項1ないし3いずれか一記載の電球形蛍光ラン
プにおいて、回路基板の板厚が0.5〜1.0mmであ
る。
【0020】回路基板の板厚が0.5mm未満である
と、回路基板の機械的強度が小さくて実用的でないとと
もに、部品を両面実装する回路基板であると両面間の耐
電圧特性が低下してしまう。また、回路基板の板厚が
1.0mmを超えると、スイッチ素子に回路基板を介し
て発熱部品からの熱が良好に伝わらないとともに、高周
波点灯装置の高さ寸法が大きくなり、基体内に高周波点
灯装置を収容するには基体を大きくする必要が生じ、そ
の結果、電球形蛍光ランプが大型になる。したがって、
回路基板の板厚を0.5〜1.0mmとする。
【0021】回路基板の板厚が0.5〜1.0mmであ
るので、効果的に熱作用を行うことができるとともに高
周波点灯装置の高さ寸法を小さくでき、電球形蛍光ラン
プを小形にできる。
【0022】請求項5に記載の照明器具の発明は、請求
項1ないし4いずれか一記載の電球形蛍光ランプと;こ
の電球形蛍光ランプを収容する照明器具本体と;を具備
している。
【0023】請求項1ないし4記載の作用、効果を有す
る照明器具を提供できる。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を説明する。
【0025】図1は本発明の第1の実施形態を示す電球
形蛍光ランプの一部切り欠き断面図、図2は、電球形蛍
光ランプの点灯装置の回路図である。
【0026】図1に示す電球形蛍光ランプ1は、蛍光ラ
ンプ2、基体3および点灯装置4などから構成されてい
る。蛍光ランプ2は、U字形に屈曲された発光部2cを
形成して、内部にアルゴンガス等の不活性ガスを封入
し、両端部2a,2bには図示しない電極が封装されて
いる。基体3はPBT樹脂などの耐熱性合成樹脂で形成
され、一端3aには商用交流電源と電気的に接続可能な
ねじ込み形の口金5が取着され、その他端3bに蛍光ラ
ンプ2が樹脂等を用いて固着されている。基体3の内部
には基体3に支持された回路基板6を有し、この回路基
板6にスイッチ素子Q1を有して構成されたインバータ
7が実装された点灯装置としての高周波点灯装置4が収
容されている。回路基板6は板厚が0.5〜1.0mm
であるガラスエポキシ材で形成され、インバータ7を構
成するスイッチ素子Q1の一個を一面側(下面側)に配
設するとともにスイッチ素子Q1が配設された部位の他
面側(上面側)に発熱部品としての抵抗素子R1を配設
している。スイッチ素子Q1を回路基板6の下面側に配
設した結果、スイッチ素子Q1は蛍光ランプ2に対向
し、蛍光ランプ2からの熱作用を受けやすい。高周波点
灯装置4は、口金5および蛍光ランプ2と電気的に図示
しないリード線で接続されている。インバータ7には、
口金5を介して供給された商用交流電源を直流化した電
源が入力される。そして、スイッチ素子Q1の発振によ
り高周波電力を蛍光ランプ2に出力して蛍光ランプ2を
点灯させ、スイッチ素子Q1の破壊によって動作を停止
するように構成されている。なお、口金5は差し込み形
であってもよい。
【0027】次に、図2に示す上記高周波点灯装置4に
ついて述べる。
【0028】高周波点灯装置4は、商用交流電源Vsに
ヒューズF1を介してコンデンサC1が接続され、さら
に、インダクタL1を介して全波整流器Rec1の入力
端子が接続されている。コンデンサC1およびインダク
タL1は、ノイズフィルターを構成する。全波整流器R
ec1の出力端子には抵抗R1を介して平滑用コンデン
サC2が接続されて直流電源を構成している。抵抗R1
は突入電流防止用の素子であり、この抵抗R1はインダ
クタであってもよい。平滑用コンデンサC2には、イン
スタントスタート方式のハーフブリッジ型のインバータ
回路7が接続されている。
【0029】インバータ回路7は、平滑用コンデンサC
2の両端にスイッチ素子であるMOS型のNチャネル電
界効果トランジスタQ1およびMOS型のPチャネル電
界効果トランジスタQ2の直列回路を接続している。そ
して、電界効果トランジスタQ2のドレイン、ソース間
には、バラストチョークL2および直流カット用コンデ
ンサC3を介して蛍光ランプ2のフィラメント2d,2
eの一端が接続され、フィラメント2dの一端とフィラ
メント2eの他端間には予熱用コンデンサC4が接続さ
れている。
【0030】また、抵抗R1および平滑用コンデンサC
2の接続点aと電界効果トランジスタQ1のゲートおよ
び電界効果トランジスタQ2のゲートとの間には、起動
回路8を構成する起動用抵抗R2が接続され、これら電
界効果トランジスタQ1のゲートおよび電界効果トラン
ジスタQ2のゲートと電界効果トランジスタQ1および
電界効果トランジスタQ2の接続点bとの間に、コンデ
ンサC5およびコンデンサC6の直列回路が接続され、
これらコンデンサC5および制御手段としての制御回路
9のコンデンサC6の直列回路に対して並列に電界効果
トランジスタQ1および電界効果トランジスタQ2のゲ
ートを保護するためのツェナーダイオードZD1および
ツェナーダイオードZD2の直列回路が接続されてい
る。また、バラストチョークL2には二次巻線L3が磁
気的に接続され、この二次巻線L3にはインダクタL4
およびコンデンサC6の共振回路10が接続されてい
る。さらに、コンデンサC5およびインダクタL4の直
列回路に対して並列に起動回路8の抵抗R3が接続され
ている。さらに、電界効果トランジスタQ2のドレイ
ン、ソース間には、起動回路8の抵抗R4およびスイッ
チング改善用コンデンサC7の並列回路が接続されてい
る。
【0031】上記高周波点灯装置4の商用交流電源Vs
および蛍光ランプ2を除く各部品は、回路基板6に実装
されている。Nチャネル電界効果トランジスタQ1を回
路基板6の一面側に実装し、Nチャネル電界効果トラン
ジスタQ1が実装された部位の他面側に突入電流防止用
抵抗R1を実装するとともに、他面側にその他の部品を
実装している。
【0032】なお、蛍光ランプ2は、フィラメント2d
を片側予熱としているが、両側予熱方式のランプであっ
てもよいものである。また、回路基板6の一面側に実装
するスイッチ素子は、Pチャネル電界効果トランジスタ
Q2であってもよい。
【0033】次に、第1の実施形態の作用について述べ
る。
【0034】高周波点灯装置4に電源が投入されると、
商用交流電源Vsの交流電圧を全波整流器Rec1で全
波整流し、平滑用コンデンサC2で平滑する。そして、
抵抗R2を介してNチャネル電界効果トランジスタQ1
のゲートに電圧が印加され、電界効果トランジスタQ1
がオンし、バラストチョークL2を介して蛍光ランプ2
に電圧が印加される。そして、バラストチョークL2の
二次巻線L3に電圧が誘起され、制御回路9のインダク
タL4およびコンデンサC6が固有共振して電界効果ト
ランジスタQ1および電界効果トランジスタQ2のゲー
トに交互に電圧が印加され、電界効果トランジスタQ1
および電界効果トランジスタQ2が交互にオンオフし
て、蛍光ランプ2を点灯させる。蛍光ランプ2が正常に
点灯しているとき、電界効果トランジスタQ1,Q2お
よび抵抗R2は発熱しているが、この発熱は、電界効果
トランジスタQ1,Q2が熱破壊する程のものではな
い。
【0035】蛍光ランプ2が寿命末期となって半波放電
すると、ランプ電圧が上昇するとともに半波放電による
非対称直流が2石でハーフブリッジを形成したインバー
タ回路7のNチャネル電界効果トランジスタQ1および
Pチャネル電界効果トランジスタQ2に流れるようにな
る。そして、Nチャネル電界効果トランジスタQ1およ
びPチャネル電界効果トランジスタQ2に流れるドレイ
ン電流とNチャネル電界効果トランジスタQ1およびP
チャネル電界効果トランジスタQ2のオンオフのタイミ
ングがずれ、Nチャネル電界効果トランジスタQ1およ
びPチャネル電界効果トランジスタQ2にストレスがか
かり発熱する。蛍光ランプ2の寿命の進行とともに非対
称電流は大きくなり、Nチャネル電界効果トランジスタ
Q1およびPチャネル電界効果トランジスタQ2の発熱
がより大きくなる。一方、抵抗R1に流れる入力電流
も、蛍光ランプ2の寿命の進行とともに増加し、抵抗R
1の発熱が大きくなる。Nチャネル電界効果トランジス
タQ1は、自己の発熱と抵抗R1の発熱による熱作用に
より、ついに熱破壊される。その結果、インバータ回路
7は発振を停止し、蛍光ランプ2は消灯する。
【0036】回路基板6の一面側(下面側)に配設され
たNチャネル電界効果トランジスタQ1の部位の他面側
(上面側)に抵抗R1を配設しているので、Nチャネル
電界効果トランジスタQ1は抵抗R1からの熱作用を受
けやすい。加えて、Nチャネル電界効果トランジスタQ
1が配設された回路基板6の一面側(下面側)は、蛍光
ランプ2に対向しているので、Nチャネル電界効果トラ
ンジスタQ1は蛍光ランプ2が発生する熱の作用も受け
る。従って、蛍光ランプ2が寿命末期となって半波放電
をすると、Nチャネル電界効果トランジスタQ1が直ち
に熱破壊されて蛍光ランプ2が消灯するので、直ちに電
球形蛍光ランプ1のランプ交換ができる。また、図7に
示す温度ヒューズ23の特殊な組み立てなどをしないの
で、電球形蛍光ランプ1を安価にできる。
【0037】図3は、本発明の第2の実施形態を示す電
球形蛍光ランプの一部切り欠き断面図である。なお、図
1と同一部分には同一符合を付して説明は省略する。
【0038】図3に示す電球形蛍光ランプ11は、蛍光
ランプ12、基体3および点灯装置4およびグローブ1
3などから構成されている。蛍光ランプ12は、鞍形に
屈曲され、23W、25Wなどのランプ特性を有する。
基体3はPBT樹脂などの耐熱性合成樹脂で形成され、
一端3aには商用交流電源Vsと電気的に接続されるね
じ込み形の口金5が取着され、その他端3bに蛍光ラン
プ12が樹脂等を用いて取着されている。蛍光ランプ1
2は、基体3の他端3bに取り付けられた透光性のグロ
ーブ13で覆われている。基体3の内部には基体3に支
持された回路基板6を有し、この回路基板6に図2に示
す高周波点灯装置4の部品が実装されている。高周波点
灯装置4は、口金5および蛍光ランプ12と電気的に図
示しないリード線で接続されている。インバータ7に
は、口金5を介して供給された商用交流電源Vsを直流
化した電源が入力される。そして、スイッチ素子として
の電界効果トランジスタQ1,Q2の発振により高周波
電力を蛍光ランプ12に出力して蛍光ランプ12を点灯
させ、電界効果トランジスタQ1の破壊によって動作を
停止するように構成されている。なお、基体3、グロー
ブ13には通気用の穴を形成してもよい。
【0039】第1の実施形態と同様の作用、効果を有
し、蛍光ランプ12が寿命末期となって半波放電をする
と、Nチャネル電界効果トランジスタQ1が直ちに熱破
壊されて蛍光ランプ12が消灯するので、直ちに電球形
蛍光ランプ11のランプ交換ができる。また、蛍光ラン
プ12はグローブ13で覆われているので、電球形蛍光
ランプ11の外観性、商品性が向上する。
【0040】次に、本発明の第3の実施の形態について
述べる。
【0041】図4は、本発明の第3の実施形態を示す照
明器具の一部切り欠き断面図である。
【0042】図4に示す照明器具14は、門柱灯であ
り、図1に示す電球形蛍光ランプ1が上向きにされて器
具本体15内に収容されている。
【0043】蛍光ランプ2が寿命末期となると電球形蛍
光ランプ1が消灯する照明器具14を提供できる。
【0044】次に、本発明の第4の実施の形態について
述べる。
【0045】図5は、本発明の第4の実施形態を示す照
明器具の一部切り欠き断面図である。
【0046】図5に示す照明器具16は、天井等に埋設
されるダウンライトであり、図3に示す電球形蛍光ラン
プ11が下向きにされて器具本体17内に収容されてい
る。
【0047】蛍光ランプ12が寿命末期となるとランプ
が消灯する照明器具16を提供できる。
【0048】なお、上記実施の形態では、照明器具とし
て門柱灯およびダウンライトについて説明したが、これ
らに限らず、照明器具本体に本発明の電球形蛍光ランプ
を収容する照明器具であればよい。
【0049】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、回路基板の一
面側に配設されたスイッチ素子の部位の他面側に発熱部
品を配設しているので、スイッチ素子は発熱部品からの
熱作用を受けやすく、蛍光ランプが寿命末期となった
り、インバータが異常動作をするときに、直ちにスイッ
チ素子を熱破壊させてインバータを停止させることがで
きる。
【0050】請求項2の発明によれば、入力電流が増加
すると発熱の大きい発熱部品であるので、蛍光ランプの
寿命末期時に、スイッチ素子を直ちに熱破壊させること
ができる。
【0051】請求項3の発明によれば、スイッチ素子は
蛍光ランプに対向して配設されているので、蛍光ランプ
からの熱作用も受けて熱破壊しやすい。
【0052】請求項4の発明によれば、回路基板の板厚
が0.5〜1.0mmであるので、効果的に熱作用を行
うことができるとともに、高周波点灯装置の高さ寸法を
小さくできて電球形蛍光ランプを小形にできる。
【0053】請求項5の発明によれば、蛍光ランプが寿
命末期となると電球形蛍光ランプが消灯する照明器具を
提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示す電球形蛍光ラン
プの一部切り欠き断面図。
【図2】同じく、高周波点灯装置の回路図。
【図3】本発明の第2の実施形態を示す電球形蛍光ラン
プの一部切り欠き断面図。
【図4】本発明の第3の実施形態を示す照明器具の一部
切り欠き断面図。
【図5】本発明の第4の実施形態を示す照明器具の一部
切り欠き断面図。
【図6】従来技術の高周波点灯装置の回路図。
【図7】同じく、回路基板への温度ヒューズの実装を示
す状態図。
【符号の説明】
Q1…………スイッチ素子としてのNチャネル電界効果
トランジスタ Q2…………スイッチ素子としてのPチャネル電界効果
トランジスタ R1…………発熱部品としての抵抗 1,11……電球形蛍光ランプ 2,12……蛍光ランプ 3……………基体 4……………高周波点灯装置 5……………口金 6……………回路基板 7……………インバータ 14,16…照明器具 15,17…照明器具本体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3K014 AA04 DA08 3K072 AA02 AA06 BA03 BB01 BC01 BC03 DB03 DC02 EA01 GA03 GB01 GB12 GC02

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 商用交流電源と電気的に接続可能な口金
    を有する基体と;この基体に取付けられた蛍光ランプ
    と;前記基体に支持された回路基板を有し、この回路基
    板には前記口金を介して供給された商用交流電源を直流
    化しスイッチ素子の発振により高周波電力を前記蛍光ラ
    ンプに出力するインバータが実装され、前記スイッチ素
    子が回路基板の一面側に配設されるとともに前記スイッ
    チ素子が配設された部位の他面側に発熱部品が配設され
    て構成される高周波点灯装置と;を具備していることを
    特徴とする電球形蛍光ランプ。
  2. 【請求項2】 前記発熱部品は、整流回路とスイッチ素
    子との間に直列に接続されたインダクタ素子または抵抗
    素子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。
  3. 【請求項3】 前記スイッチ素子が配設された前記回路
    基板の一面側が蛍光ランプに対向していることを特徴と
    する請求項1または2記載の電球形蛍光ランプ。
  4. 【請求項4】 回路基板の板厚が0.5〜1.0mmで
    あることを特徴とする請求項1ないし3いずれか一記載
    の電球形蛍光ランプ。
  5. 【請求項5】 請求項1ないし4いずれか一記載の電球
    形蛍光ランプと;この電球形蛍光ランプを収容する照明
    器具本体と;を具備していることを特徴とする照明器
    具。
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