(57)【要約】【課題】グロースタート式やラピッドスタート式、インバータ式の照明器具だけでなく、商用電源をソケットに直結した照明器具でも装着でき、いずれの照明器具でも省電力化を図ることができるＬＥＤランプを提供する。【解決手段】ＬＥＤランプ１０は、蛍光灯用照明器具の一対のソケットに装着される一対の端子ピン１１，１２と、端子ピン１１，１２からの交流に基づいて駆動電流を出力する点灯制御部１４と、駆動電流により点灯するＬＥＤ照明部１５を備えている。点灯制御部１４は、端子ピン１１，１２からの交流を整流する整流部１４１，１４２と、整流部１４１，１４２からの脈流に基づいて駆動電流を出力する電流源部１４４を備えている。そして、整流部１４１，１４２の間に電流源部１４４と並列に接続され、ＬＥＤ照明部１５が消費する電流より大きい蛍光灯用照明器具からの余剰電流を消費する負荷部１６１，１６２として抵抗が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光灯用照明器具の一対のソケットに装着するために両端部に設けられた一対の端子ピンと、
前記一対の端子ピンからの交流に基づいて駆動電流を出力する点灯制御部と、
前記点灯制御部からの駆動電流により点灯するＬＥＤ照明部とを備え、
前記点灯制御部は、
前記一対の端子ピンからの交流をそれぞれ整流する一対の整流部と、
前記一対の整流部からの脈流に基づいて駆動電流を出力する電流源部とを備え、
前記一対の整流部の間に前記電流源部と並列に接続され、前記ＬＥＤ照明部が消費する電流より大きい蛍光灯用照明器具からの余剰電流を消費する負荷部が設けられていることを特徴とするＬＥＤランプ。
【請求項２】
前記負荷部が前記一対の整流部に対応させて一対設けられ、
前記負荷部と前記電流源部との間の電源ラインに、順方向を内側に向けた第１の整流素子がそれぞれ設けられ、前記負荷部と前記電流源部との間のグランドラインに、順方向を外側に向けた第２の整流素子がそれぞれ設けられている請求項１記載のＬＥＤランプ。
【請求項３】
前記負荷部は、周波数の増加と共にインピーダンスが増加するインダクタンス成分を有する抵抗素子である請求項１または２記載のＬＥＤランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光灯が装着される各種のスタート式の照明器具に、共通させて装着することができるＬＥＤランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガラス管の内壁に塗布された蛍光材に、フィラメントによる放電で発生する紫外線を当て、可視光線を発光させる蛍光灯は、様々な始動方式の照明器具により光源として使用されている。照明器具の始動方式の代表的なものとしては、グロースタート式、ラピッドスタート式、インバータ式がある。また、インバータ式においては、自励共振型や他励共振型、ハーフブリッジ式などがある。
【０００３】
一方、長寿命で、低消費電力である発光ダイオードを光源としたＬＥＤランプが開発されている。ＬＥＤランプは、光源として、電球の代わりとなるＬＥＤを採用したもので、１個のＬＥＤを使用したものから、蛍光灯の代わりとなる数十〜数百のＬＥＤを直列接続したもの、または直列接続したものを並列接続したものまで、様々である。
【０００４】
蛍光灯の代わりとなるＬＥＤランプでは、蛍光灯用の照明器具を改造して装着する場合があるが、蛍光灯用の照明器具に改造せずに取り付けても、点灯させることができるのが望ましい。そうすれば、蛍光灯をそのままＬＥＤランプへ置き換えられるので、普及が益々進むものと思われる。このような蛍光灯の代わりとすることができるＬＥＤランプとして、特許文献１〜３に記載されたものが知られている。
【０００５】
特許文献１のＬＥＤ照明装置には、両端のそれぞれの電極ピン間に設けられたそれぞれのダイオードブリッジの出力端となる整流ダイオードの間にＬＥＤユニット回路の陽極側が接続され、入力端となる整流ダイオード間にＬＥＤユニット回路の陰極側が接続されたことにより、電極ピンのいずれかから電流が入力された場合でも、整流ダイオードの働きにより、グロースタータへ電流が流れないようにしたことが記載されている。
【０００６】
また、特許文献２の照明器具には、２つのダイオードブリッジ回路を備えることにより、４本の端子ピンのうちいずれか２つに交流電力が供給された場合に、交流電力が供給されない２つの端子ピンに供給された交流電力の影響があらわれないので、インバータ方式及びラピッドスタート方式にも、なんら改造を加えることなく使用することができることが記載されている。
【０００７】
また、特許文献３のＬＥＤ照明灯には、第１端子ピン対の２つの端子の間および第２端子ピン対の２つの端子間に、フィラメントと同等のインピーダンスが１０Ωである抵抗およびコンデンサを並列接続したものをそれぞれ接続することで、グロースタート式では、商用電源からの大電流を抵抗およびコンデンサを介して流すことで、電子安定器の加勢回路の故障を未然に防ぎつつ、インバータ式では口金の２つの端子ピン間の電流検知を可能とすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１９２８３３号公報
【特許文献２】特開２００８−１０３３０４号公報
【特許文献３】特開２００８−２７７１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、インバータ式の蛍光灯用照明器具では、蛍光灯へ定格出力で電源が供給されるため、省電力のＬＥＤランプでは負荷が低すぎて、照明器具の安全機構が作動して始動できないことがある。従って、単にダイオードブリッジにより整流しただけの特許文献１〜３に記載の従来のＬＥＤランプでは、グロースタート式やラピッドスタート式の照明器具に装着して点灯できたとしても、インバータ式の照明器具では点灯できないおそれがある。
【００１０】
特許文献３に記載のＬＥＤ照明灯には、第１端子ピン対の２つの端子の間および第２端子ピン対の２つの端子間に、フィラメントと同等のインピーダンスが１０Ωである抵抗が接続されているため、この抵抗でＬＥＤが消費する以上の余剰電流を消費させることも可能であると思われる。しかし、ＬＥＤランプを装着するために改造された照明器具では、ソケットに直接商用電源である１００Ｖが接続されることがあるため、このような照明器具に装着すると抵抗に大電流が流れるため配電盤のブレーカを落としてしまったり、抵抗を焼損させたりするおそれがある。
【００１１】
そこで本発明は、グロースタート式やラピッドスタート式、インバータ式の照明器具だけでなく、商用電源をソケットに直結した照明器具でも装着でき、いずれの照明器具でも省電力化を図ることができるＬＥＤランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のＬＥＤランプは、蛍光灯用照明器具の一対のソケットに装着するために両端部に設けられた一対の端子ピンと、前記一対の端子ピンからの交流に基づいて駆動電流を出力する点灯制御部と、前記点灯制御部からの駆動電流により点灯するＬＥＤ照明部とを備え、前記点灯制御部は、前記一対の端子ピンからの交流をそれぞれ整流する一対の整流部と、前記一対の整流部からの脈流に基づいて駆動電流を出力する電流源部とを備え、前記一対の整流部の間に前記電流源部と並列に接続され、前記ＬＥＤ照明部が消費する電流より大きい蛍光灯用照明器具からの余剰電流を消費する負荷部が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
本発明のＬＥＤランプによれば、両端部の一対の端子ピンから交流が供給され、点灯制御部によりＬＥＤ照明部への駆動電流が出力される。インバータ式の蛍光灯用照明器具は定格出力がＬＥＤランプの消費電力より大きいが、本発明のＬＥＤランプでは負荷部を備えているため、ＬＥＤ照明部が消費する電流より大きい電流が供給される蛍光灯用照明器具からの余剰電流を、負荷部で消費させることができる。従って、本発明のＬＥＤランプは、インバータ式の蛍光灯用照明器具であっても、蛍光灯が装着されていると誤認して点灯を始動させることができる。負荷部が、一対の整流部の間に電流源部と並列に接続されているため、整流部から見たインピーダンスは負荷部と電流源部との合成インピーダンスとなる。従って、負荷部を高抵抗とすることができるため、ソケットから高電圧が印加されても焼損することはなく、負荷部の消費する電力を抑えることができる。
【００１４】
前記負荷部が前記一対の整流部に対応させて一対設けられ、前記負荷部と前記電流源部との間の電源ラインに、順方向を内側に向けた第１の整流素子がそれぞれ設けられ、前記負荷部と前記電流源部との間のグランドラインに、順方向を外側に向けた第２の整流素子がそれぞれ設けられているのが望ましい。
【００１５】
整流素子が負荷部と照明ドライバとの間の電源ラインに、順方向を内側に向けた整流素子がそれぞれ設けられていると、一方の第１の整流素子を通過した電流は、反対側の他方の第１の整流素子に遮断されるため流れ出ない。また、負荷部と電流源部との間のグランドラインに、順方向を外側に向けた第２の整流素子がそれぞれ設けられていると、第２の整流素子が負荷部を通過した内側への電流の流れを遮断する。従って、一対の端子ピン間での抵抗値を高抵抗とすることができるので、一対の端子ピン間で蛍光灯の絶縁性を確認するインバータ式の蛍光灯用照明器具であっても、本発明のＬＥＤランプを蛍光灯と認識させることができる。
ここで、外側とは端子ピン側へ向いた方法をいい、内側とはその反対の方向で内部回路側をいう。
【００１６】
前記負荷部を、周波数の増加と共にインピーダンスが増加するインダクタンス成分を有する抵抗素子とすると、グロースタート式やラピッドスタート式では、低周波であるため無駄に消費する電力を抑えつつ、高周波で供給されるインバータ式で、大きく電力を消費させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、負荷部を高抵抗とすることができるため、ソケットから高電圧が印加されても焼損することはなく、負荷部の消費する電力を抑えることができるので、グロースタート式やラピッドスタート式、インバータ式の照明器具だけでなく、商用電源をソケットに直結した照明器具でも装着でき、いずれの照明器具でも省電力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係るＬＥＤランプの構成を示す図である。
【図２】図１に示すＬＥＤランプの回路例の図である。
【図３】図１に示すＬＥＤランプのＬＥＤ照明部を説明するための回路図である。
【図４】図１に示すＬＥＤランプをソケットに装着する方向を説明するための図である。
【図５】図１に示すＬＥＤランプをグロースタート式蛍光灯用照明器具に装着した状態を説明するための図である。
【図６】図１に示すＬＥＤランプをラピッドスタート式蛍光灯用照明器具に装着した状態を説明するための図である。
【図７】図１に示すＬＥＤランプをインバータ式蛍光灯用照明器具に装着した状態を説明するための図である。
【図８】（Ａ）および（Ｂ）は負荷部がフィラメントの代わりとなることを説明するための回路図である。
【図９】（Ａ）および（Ｂ）は整流素子の機能を説明するための回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施の形態に係るＬＥＤランプを図面に基づいて説明する。
図１に示すＬＥＤランプ１０は、グロースタート式、ラピッドスタート式、インバータ式のいずれの蛍光灯用照明器具（以下、単に照明器具と略す。）にも装着できる直管形のランプである。ＬＥＤランプ１０は、照明器具の一対のソケットに装着するため端子ピン１１，１２が両端部に設けられている。
【００２０】
端子ピン１１，１２との間に、端子ピン１１，１２からの交流に基づいて駆動電流を出力する点灯制御部１４と、点灯制御部１４からの駆動電流により点灯するＬＥＤ照明部１５と、負荷部１６（１６１，１６２）とが接続されている。点灯制御部１４は、整流部１４１，１４２と、平滑部１４３と、電流源部１４４とを備えている。
【００２１】
端子ピン１１，１２は、円筒状の筐体の両端部に設けられた口金に形成されている。端子ピン１１，１２は、照明器具のソケットに嵌入されるピン１１ａ，１１ｂとピン１２ａ，１２ｂとを備えている。直管形のＬＥＤランプ１０を水平に持ったときに、ピン１１ａとピン１２ａは同じ上同士、または下同士となる。また、そのとき、ピン１１ｂとピン１２ｂは、反対に下同士、または上同士となる。つまり、ピン１１ａとピン１２ａの組み合わせ、ピン１１ｂとピン１２ｂの組み合わせで、同軸線位置にある。
【００２２】
整流部１４１，１４２からの電源ラインＬ１であって、負荷部１６と電流源部１４４より内側となる位置に、順方向を内側に向けた第１の整流素子である整流素子１７（１７１，１７２）が挿入されている。また、整流部１４１，１４２からのグランドラインＬ２であって、負荷部１６より内側となる位置に、順方向を外側に向けた第２の整流素子である整流素子１８（１８１，１８２）が挿入されている。
ＬＥＤ照明部１５を除く、整流部１４１，１４２と、点灯制御部１４と、負荷部１６と、整流素子１７，１８は、１枚のプリント基板に実装されている。
【００２３】
整流部１４１は端子ピン１１に入力端が接続され、整流部１４２は、端子ピン１２に入力端が接続されている。整流部１４１，１４２の一方の出力端が電源ラインＬ１となり、整流部１４１，１４２の他方の出力端がグランドラインＬ２となっている。整流部１４１，１４２は、端子ピン１１と端子ピン１２からのそれぞれの交流を半波整流または全波整流するものである。
【００２４】
平滑部１４３は、整流部１４１，１４２からの電源ラインＬ１とグランドラインＬ２との間に接続されている。平滑部１４３は、整流素子１７１，１７２の間の電源ラインＬ１と、整流素子１８１，１８２の間のグランドラインＬ２との間であれば、どこの位置に接続されていてもよい。平滑部１４３は、整流部１４１，１４２からの脈流を平滑化して直流とする機能を備えている。平滑部１４３は、コンデンサとすることができる。
【００２５】
電流源部１４４は、整流部１４１，１４２からの電源ラインＬ１とグランドラインＬ２との間に接続されている。電流源部１４４は、ＬＥＤ照明部１５に安定した電流を出力する定電流源として機能するスイッチング電源である。電流源部１４４が供給してＬＥＤ照明部１５を点灯させる基準となる電圧（内部基準電圧）は、グロースタート式、ラピッドスタート式またはインバータ式などの照明器具のうち、装着対象の照明器具で、供給される出力電圧範囲のうちの最も低い電圧としている。つまり、電源ラインＬ１の電圧が内部基準電圧より高くとなると電流源部１４４はスイッチング動作を始めるように設定されている。
【００２６】
ＬＥＤ照明部１５は、電源ラインと電流源部１４４との間に接続されている。ＬＥＤ照明部１５は、直列接続された複数のＬＥＤが並列接続されたものである。
負荷部１６１は、整流部１４１と電流源部１４４との間に並列に接続され、負荷部１６２は、整流部１４２と電流源部１４４との間に並列に接続されている。負荷部１６は、ＬＥＤ照明部が消費する電流より大きい蛍光灯用照明器具からの余剰電流を消費する機能を備えている。
整流素子１７，１８は、一方向にしか電流を流さないことで、反対方向からの電流を遮断する機能を備えている。整流素子１７，１８は、整流作用を有するものであれば使用できるので、各種のダイオード、トランジスタなどとすることができる。
【００２７】
次にＬＥＤランプ１０の具体的な回路例を図２から図４に基づいて説明する。
また、整流部１４１として、端子ピン１１に、４本のダイオードＤ１１〜Ｄ１４がダイオードブリッジを構成して整流部１４１として接続されている。また、同様に、端子ピン１２と４本のダイオードＤ２１〜Ｄ２４がダイオードブリッジを構成して接続されている。４本のダイオードＤ１１〜Ｄ１４，Ｄ２１〜Ｄ２４はインバータ式の照明器具から供給される高周波でもスイッチングできるよう、高スイッチング性を有するダイオードとするのが望ましい。
【００２８】
詳細には、ダイオードＤ１１のアノードおよびダイオードＤ１２のカソードの接続点Ｐ１１を入力端として、端子ピン１１のピン１１ａに接続されている。ダイオードＤ１３のアノードおよびダイオードＤ１４のカソードの接続点Ｐ１２を入力端として、端子ピン１１のピン１１ｂに接続されている。
ダイオードＤ１１のカソードおよびダイオードＤ１３のカソードの接続点Ｐ１３を出力端として、電源ラインＬ１に接続されている。ダイオードＤ１２のアノードおよびダイオードＤ１４のアノードの接続点Ｐ１４を出力端として、グランドラインＬ２に接続されている。
また、ダイオードＤ２１のアノードおよびダイオードＤ２２のカソードの接続点Ｐ２１を入力端として、端子ピン１２のピン１２ａに接続されている。ダイオードＤ２３のアノードおよびダイオードＤ２４のカソードの接続点Ｐ２２を入力端として、端子ピン１２のピン１２ｂに接続されている。
ダイオードＤ２１のカソードおよびダイオードＤ２３のカソードの接続点Ｐ２３を出力端として、電源ラインＬ１に接続されている。ダイオードＤ２２のアノードおよびダイオードＤ２４のアノードの接続点Ｐ２４を出力端として、グランドラインＬ２に接続されている。
【００２９】
平滑部１４３として、電源ラインＬ１とグランドラインＬ２との間に、コンデンサＣ１が、接続されている。
また、電流源部１４４として、電源ラインＬ１とＶｉｎ端子の間にツェナーダイオードＺＤを介在させて接続されると共に、グランドラインＬ２にＧＮＤ端子が接続された照明ドライバＤＶと、トランジスタＴｒと、トランジスタＴｒのドレインＤと電源ラインＬ１との間に接続されたダイオードＤ３と、トランジスタＴｒのソースＳとグランドラインＬ２との間に接続された抵抗Ｒ１と、トランジスタＴｒのゲートＧと照明ドライバＤＶとの間に接続された抵抗Ｒ２と、トランジスタＴｒのドレインＤとＬＥＤ照明部１５との間に接続されたコイルＬとが、設けられている。
【００３０】
ダイオードＤ３は、電源ラインＬ１からの電流の流れ込みを遮断しつつ、コイルＬからの遅れ電流を電源ラインＬ１へ還流させ、ＬＥＤ照明部１５への電圧降下を抑制する還流ダイオードとして機能するものである。
抵抗Ｒ１は、ＬＥＤ照明部１５へ流れる電流を制限する制限抵抗と機能すると共に、照明ドライバＤＶがスイッチングする電圧を監視するための抵抗である。抵抗Ｒ１の抵抗値は、グロースタート式、ラピッドスタート式またはインバータ式などの照明器具のうち、装着対象の照明器具で、供給される出力電圧範囲のうちの最も低い電圧が印加されたときに、ＬＥＤ照明部１５へ流れる電流に基づいて決定されている。
ツェナーダイオードＺＤは、照明ドライバＤＶへの過度な電圧印加を防止するためのものである。照明ドライバＤＶはＣＳ端子の電圧（抵抗Ｒ１の電圧）を監視してＧＡＴＥ端子をオン−オフすることでトランジスタＴｒをオン−オフさせてスイッチング動作を行う機能を有している。
【００３１】
ＬＥＤ照明部１５は、図３に示すように、１７個の直列接続されたＬＥＤを９組並列接続して構成している。このＬＥＤ照明部１５は、アノード側が電源ラインＬ１に接続され、カソード側がコイルＬに接続されている。ＬＥＤの数は、要求されるＬＥＤランプの照度に応じて、適宜、変更することができる。ＬＥＤ照明部１５のＬＥＤ素子の直列数には、詳細を後述する。
【００３２】
負荷部１６１として、ダイオードＤ１１，Ｄ１３の接続点Ｐ１３からの電源ラインＬ１と、ダイオードＤ１２，Ｄ１４の接続点Ｐ１４からのグランドラインＬ２との間に並列に、抵抗Ｒ３が接続されている。
負荷部１６２として、ダイオードＤ２１，Ｄ２３の接続Ｐ２３からの電源ラインＬ１と、ダイオードＤ２２，Ｄ２４の接続点Ｐ２４からのグランドラインＬ２との間に並列に、抵抗Ｒ４が接続されている。抵抗Ｒ３，Ｒ４の抵抗値は、１０ｋΩとすることができる。
【００３３】
整流素子１７１として、抵抗Ｒ３より内側の電源ラインＬ１に、順方向を内側に向けてダイオードＤ４１が挿入されている。整流素子１８１として、抵抗Ｒ３より内側のグランドラインＬ２に、順方向を外側に向けてダイオードＤ４２が挿入されている。
整流素子１７２として、抵抗Ｒ４より内側の電源ラインＬ１に、順方向を内側に向けてダイオードＤ５１が挿入されている。整流素子１８２として、抵抗Ｒ４より内側のグランドラインＬ２に、順方向を外側に向けてダイオードＤ５２が挿入されている。
【００３４】
以上のように構成された本発明の実施の形態に係るＬＥＤランプ１０のＬＥＤ照明部１５の直列数および並列数と、電流源部１４４の駆動電流との関係について説明する。
４０Ｗ形または３２Ｗ形のグロースタート式やラピッドスタート式では、約９０Ｖから約１００Ｖの電圧が出力される。また、３２Ｗ形のインバータ式では、一般的では約６０Ｖから約７０Ｖ、低いもので約５０Ｖの電圧が出力される。この電圧は、安定器により異なるため、機種や製造者により異なる。
【００３５】
また、整流部１４１や整流部１４２、平滑部１４３を通過した後の電圧では、それぞれの箇所での電圧降下があるため、更に電圧が低下する。
従って、装着対象の蛍光管用照明器具の出力電圧範囲のうち、３２Ｗ形のインバータ式の出力電圧範囲の最小値である約５０Ｖを入力電圧の基準電圧とし、整流部１４１や整流部１４２、平滑部１４３による電圧降下を約１０％程度とすると、ＬＥＤ照明部１５に印加される電圧（内部基準電圧）は約４５Ｖとなる。
【００３６】
平滑部１４３による平滑後の電圧、約４５Ｖを内部基準電圧とし、ＬＥＤ照明部１５のＬＥＤ素子の順方向電圧を約２．７Ｖとすると、ＬＥＤ素子の直列数は１７個とすることができる。
次に、ＬＥＤ素子の電圧−電流特性から電圧２．７Ｖを印加したときのＬＥＤ素子に流れる電流を求める。例えば、ＬＥＤ素子に印加される電圧を２．７Ｖとしたときの電流が約６６ｍＡであるとする。また、ＬＥＤ照明部１５に必要とされる照度からＬＥＤ素子の全体個数を算出して、この全体個数を直列数１７個で割り算して並列数を算出する。例えば、１７個の直列接続としたＬＥＤ素子の並列数を９列とする。
【００３７】
並列数が求められると、ＬＥＤ素子１列の直列接続に約６６ｍＡが流れることから、電流源部１４４は、９列の並列としたＬＥＤ照明部１５に対して約５９４ｍＡを駆動する必要がある。このようにして電流源部１４４の駆動電流が求められると、この駆動電流に基づいて抵抗Ｒ１の抵抗値を算出する。本実施の形態では、照明ドライバＤＶの規格から算出すると共に、実験を行った結果、抵抗Ｒ１を０．３Ωとした。
【００３８】
次に、本発明の実施の形態に係るＬＥＤランプの動作について、図面に基づいて説明する。
図２に示すように、グロースタート式、ラピッドスタート式、インバータ式のいずれでも、周波数は違うが、交流電圧が端子ピン１１，１２に印加される。
ＬＥＤランプ１０は、端子ピン１１，１２のいずれにも、ダイオードブリッジを構成するダイオードＤ１１〜Ｄ１４およびダイオードＤ２１〜Ｄ２４が接続されているため、交流を全波整流することができる。
全波整流による脈流は、平滑化するコンデンサＣ１により、電源ラインＬ１とグランドラインＬ２との間で、ほぼ直流となる。
【００３９】
照明器具からの電源供給により電源ラインＬ１とグランドラインＬ２との間の電圧が、照明ドライバＤＶの動作範囲に入れば、照明ドライバＤＶが動作し始める。照明ドライバＤＶが動作し始めると、ＧＡＴＥ端子をオンとすることで、ＧＡＴＥ端子がＨレベルを出力する。ＧＡＴＥ端子がＨレベルを出力することで、トランジスタＴｒのゲートがオンとなり、ドレイン−ソース間がオンとなる。これにより、電源ラインＬ１からの電流が、ＬＥＤ照明部１５を流れ、コイルＬを介して、トランジスタＴｒのドレイン−ソース間に流れ、抵抗Ｒ１を介してグランドラインＬ２へ流れる。この電流の流れによりＬＥＤ照明部１５が点灯する。
【００４０】
照明ドライバＤＶは、抵抗Ｒ１へ電流が流れることで抵抗Ｒ１に発生する電圧を８０ｋＨｚで発振する内部の発振器の１サイクルごとに、ＣＳ端子により監視している。電源ラインＬ１とグランドラインＬ２との間の電圧が、内部基準電圧である約４５Ｖより高くなれば、抵抗Ｒ１の電圧が所定の電圧より高くなる。抵抗Ｒ１の電圧が所定の電圧より高くなったことを契機に、照明ドライバＤＶはＧＡＴＥ端子をサイクル単位でオフする。つまり、照明ドライバＤＶは、抵抗Ｒ１が所定電圧以上となったサイクル期間、ＧＡＴＥ端子をオフしている。
【００４１】
トランジスタＴｒがオフとなると、コイルＬにより遅延した電流がダイオードＤ３を介して電源ラインＬ１へ還流電流として流れ、ＬＥＤ照明部１５へ流れるため、照明ドライバＤＶのスイッチングによる電圧低下を抑制する。
【００４２】
トランジスタＴｒがオフとなることで、抵抗Ｒ１での電圧が低下して所定電圧以下となる。照明ドライバＤＶは、抵抗Ｒ１の電圧が所定電圧以下となったことをＣＳ端子により検知すると、再びＧＡＴＥ端子をＨレベルとする。従って、電源ラインＬ１とグランドラインＬ２との電圧が約４５Ｖより高ければ、照明ドライバＤＶにより、内部の発振器の周波数より低い周波数でオン−オフが繰り返されるスイッチング動作となることで、ＬＥＤ照明部１５に定電流が供給される。
【００４３】
ＬＥＤ素子の直列数と抵抗Ｒ１とを、グロースタート式、ラピッドスタート式またはインバータ式などの照明器具のうち、供給される出力電圧範囲が最も低いインバータ式の照明器具の値に基づいて決定しているため、グロースタート式やラピッドスタート式の照明器具や、安定器を外し商用電源に直結している照明器具に、このＬＥＤランプ１０が装着されたとしても、電源ラインＬ１とグランドラインＬ２との電圧が内部基準電圧より高くなるだけなので、照明ドライバＤＶによるスイッチング動作での定電流制御によりＬＥＤ照明部１５を安定して点灯させることができる。
【００４４】
また、基準とした３２Ｗ形のインバータ式の照明器具より低い電圧が供給された場合には、抵抗Ｒ１の電圧も低下するため、照明ドライバＤＶのＧＡＴＥ端子は常時オンとなる。ＧＡＴＥ端子が常時オンとなって、トランジスタＴｒが常時オン状態であっても、電源ラインＬ１とグランドラインＬ２との間の電圧が低いため、ＬＥＤ照明部１５に流れる電流は、順方向電流を下回り、電圧に応じて小さくなるので暗くなる。
【００４５】
例えば、４０Ｗ形より大きな出力のインバータ式の照明器具に装着されるＬＥＤランプや、商用電源１００Ｖに直結されるＬＥＤランプでは、ＬＥＤ素子の直列数が、３２形のインバータ式の照明器具を基準にしたＬＥＤランプより多くなる。
商用電源１００Ｖに直結されるＬＥＤランプでは、内部基準電圧を約９０Ｖ、ＬＥＤ素子の順方向電圧を約２．７Ｖとすると直列数は３３個となり、ＬＥＤランプ１０の１７個と比較して直列数が多くなる。
このようなＬＥＤランプを出力電圧が低い照明器具に装着すると、直列接続されたＬＥＤ素子全体による電圧降下が大きいため、トランジスタＴｒが常時オンで電流をＬＥＤ照明部へ供給したとしても、それぞれのＬＥＤ素子に十分な電流が供給できないため、視認できる程度の発光をさせることができなくなってしまう。
【００４６】
しかし、ＬＥＤランプ１０では、３２形のインバータ式の照明器具を基準にしたＬＥＤ素子の直列数としているため、出力電圧が３２形のインバータ式の照明器具より低い照明器具に装着され、電源ラインＬ１とグランドラインＬ２とに十分な電圧が印加できなくても、ＬＥＤ照明部１５による電圧降下が低いため、ＬＥＤ素子に視認させる程度の電流を供給することができる。従って、電流源部１４４が供給電圧の低下に応じた電流をＬＥＤ照明部１５へ供給することで、印加電圧の低下に応じてＬＥＤ照明部１５が徐々に暗くなるものの、点灯させることができる。
【００４７】
次に、ＬＥＤランプ１０を照明器具に装着する方向について、図４に基づいて説明する。ＬＥＤランプ１０を照明器具に装着する方向としては、４通りある。つまり、図４（Ａ）に示すように、左側のソケットに端子ピン１１が装着され、右側のソケットに端子ピン１２が装着される場合と、図４（Ｂ）に示すようにその反対の場合とで二通り、そして、図４（Ａ）および同図（Ｂ）のピン１１ａ，１１ｂと、ピン１２ａ，１２ｂとを、軸線を中心とした回転により入れ変えることで、図４（Ｃ）および同図（Ｄ）に示すように二通りがある。従って、合計４通りである。
図４（Ａ）から同図（Ｄ）に示すように、ソケットに端子ピン１１，１２が入れ代わったとしても、端子ピン１１側には整流部１４１が、端子ピン１２側には整流部１４２が設けられ、ダイオードブリッジが回転対称に構成されているため、グロースタート式、ラピッドスタート式およびインバータ式のいずれでも、ソケットに方向に関係なく装着することができる。
【００４８】
ここで、ＬＥＤランプ１０が様々な始動方式の照明器具に装着された場合の負荷部１６および整流素子１７．１８の機能について、図面に基づいて説明する。
図５に示すグロースタート式および図６に示すラピッドスタート式の照明器具は、安定器がコイルによるものであるため、ＬＥＤランプ１０が消費する電流に応じて照明器具が電流を供給する。しかし、図７に示すインバータ式の照明器具では、所定電流が流せない蛍光灯には、照明器具の安全機構が作動して点灯始動しないため、省電力の従来のＬＥＤランプでは点灯させることができない。例えば、３２形のインバータ式の照明器具では、約３９０ｍＡが流れることをチェックしているものがある。
ＬＥＤ照明部１５では内部基準電圧を４５Ｖとしたときに約５９４ｍＡを消費する。つまり、消費電力は約２６．７Ｗである。商用電源での消費電流を、約２６．７Ｗを１００Ｖで割り算することで算出すると２６７ｍＡとなる。つまり、ＬＥＤランプ１０では、概算で約２６７ｍＡを消費しているが、インバータ式の照明器具では約３９０ｍＡを流す必要がある。従って、差分の１２３ｍの余剰電流をＬＥＤランプ１０内で流す必要がある。
【００４９】
ＬＥＤランプ１０では、図２に示すように負荷部１６１，１６２の抵抗Ｒ３，Ｒ４にも電流が流れ、電力を消費する。従って、ＬＥＤ照明部１５が消費する電流より過剰に供給される余剰電流を、抵抗Ｒ３，Ｒ４にて十分に消費させることができる。従って、インバータ式の照明器具に、蛍光灯が装着されていると認識させることができる。
【００５０】
商用電源がソケットに直接印加されるような改造が施された照明器具では、端子ピン１１のピン１１ａ、１１ｂと、端子ピン１２のピン１２ａ，１２ｂとのそれぞれに交流１００Ｖが印加される。この場合、特許文献３に記載のＬＥＤ照明灯では、第１端子ピン対の２つの端子の間および第２端子ピン対の２つの端子間に、フィラメントと同等のインピーダンスが１０Ωである抵抗が接続されているため、大電流が抵抗に流れることにより焼損するおそれがある。
しかし、ＬＥＤランプ１０では、抵抗Ｒ３，Ｒ４が、ダイオードブリッジを構成するダイオードＤ１１〜Ｄ１４，Ｄ２１〜Ｄ２４の内側に配置されているため、平滑部１４３であるコンデンサＣ１および電流源部１４４である照明ドライバＤＶとの並列回路となるので、この合成インピーダンスは、抵抗Ｒ３，Ｒ４自体のインピーダンスより低いものとなる。従って、抵抗Ｒ３，Ｒ４を１０ｋΩとするなどの高抵抗とすることができるため、ソケットから高電圧が印加されても焼損することはなく、抵抗Ｒ３，Ｒ４が消費する電力を抑えることができると共に、交流１００Ｖを供給する照明器具でも問題なく点灯させることができる。
【００５１】
また、グロースタート式またはラピッドスタート式の照明器具では、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用電源による低周波の電流が抵抗Ｒ３，Ｒ４に流れるため、抵抗Ｒ３，Ｒ４のインダクタンス成分によるインピーダンスがあまり大きくならない。抵抗素子は、純抵抗による抵抗値の他に、インダクタンス成分とキャパシタンス成分を有する。しかし、商用電源では５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの交流では、抵抗素子のインダクタンス成分やキャパシタンス成分は無視できる程度である。従って、抵抗Ｒ３，Ｒ４による無駄となる消費を抑えることができる。
【００５２】
また、ＬＥＤランプ１０では、例えばインバータ式で８０ｋＨｚの高周波がソケットから供給されると、整流部１４１，１４２にて全波整流され、２倍の１６０ｋＨｚの高周波の脈流となるため、抵抗Ｒ３，Ｒ４のインダクタンス成分が作用してインピーダンスが大きくなる。従って、グロースタート式やラピッドスタート式と比較して、周波数の増加と共にインピーダンスが増加する抵抗Ｒ３，Ｒ４により電力の消費を増大させることができる。
【００５３】
図７に示すインバータ式の照明器具では、点灯の始動前に、蛍光灯のフィラメントに直流電流を流し、導通の有無を検査することにより、電源投入時に蛍光灯がソケットに装着されているか否かをチェックするものがある。これは、蛍光灯が不完全な状態で装着されているために、脱落してしまうことを防止する蛍光灯脱落検知機能と称されるものである。このチェックにて、蛍光灯が照明器具に装着されていないと判断されると、始動へ移行しない。
【００５４】
そこで、これを回避するために、ＬＥＤランプ１０では、図８（Ａ）に示すように、抵抗Ｒ３，Ｒ４を電源ラインＬ１とグランドラインＬ２との間に、負荷部１４１，１４２として接続している。そうすることで、ピン１１ａからの直流電流は、ダイオードＤ１１、抵抗Ｒ３、ダイオードＤ１４を流れ、ピン１１ｂから出力される。図８（Ｂ）に示すように、ピン１１ｂからの直流電流は、ダイオードＤ１３、抵抗Ｒ３、ダイオードＤ１２を流れ、ピン１１ｂから出力される。また、図８（Ａ）に示すように、ピン１２ａからの直流電流は、ダイオードＤ２１、抵抗Ｒ４、ダイオードＤ２４を流れ、ピン１２ｂから出力される。図８（Ｂ）に示すように、ピン１２ｂからの直流電流は、ダイオードＤ２３、抵抗Ｒ４、ダイオードＤ２２を流れ、ピン１２ａから出力される。このように、端子ピン１１，１２からの直流電流が負荷部１６１，１６２（抵抗Ｒ３，Ｒ４）に流れることで、抵抗Ｒ３，Ｒ４をフィラメントの代わりとなる被検知部として機能させることができるので、インバータ式の照明器具でも、点灯を始動させることができる。
【００５５】
また、インバータ式の照明器具では、点灯の始動前に、対向するソケット間に電圧を印加して、蛍光灯の一対の端子間が絶縁状態であるか否かを検査している。これは、蛍光灯の一対のフィラメント間が無限大に近い抵抗値を示すことから、絶縁状態を確認することで、蛍光灯の状態を確認するためである。
【００５６】
ＬＥＤランプ１０では、図９（Ａ）に示すように、ダイオードＤ４１，Ｄ５１が順方向を内側に向けて電源ラインＬ１に挿入されているため、ピン１１ａからダイオードＤ１１を通過したり、ピン１１ｂからダイオードＤ１３を通過したりした電流は、ダイオードＤ４１を通過した後に、ダイオードＤ５１により遮断される。また、ピン１２ａからダイオードＤ２１を通過すると共に、ピン１２ｂからダイオードＤ２３を通過し、ダイオードＤ５１を通過した電流はダイオードＤ４１により遮断される。
【００５７】
更に、図９（Ｂ）に示すように、ダイオードＤ４２，５２が順方向を外側に向けてグランドラインＬ２１に挿入されているため、ピン１１ａからダイオードＤ１１を通過したり、ピン１１ｂからダイオードＤ１３を通過したりした電流は、抵抗Ｒ３を通過した後に、ダイオードＤ４２により遮断される。また、ピン１２ａからダイオードＤ２１を通過したり、ピン１２ｂからダイオードＤ２３を通過したりした電流は、抵抗Ｒ４を通過した後に、ダイオードＤ５２により遮断される。
【００５８】
このように、ＬＥＤランプ１０では、負荷部１６１，１６２と電流源部１４４との間の電源ラインＬ１に、順方向を内側に向けた整流素子１７１，１７２が設けられ、負荷部１６１，１６２と電流源部１４４との間のグランドラインＬ２に、順方向を外側に向けた整流素子１８１，１８２が設けられていることで、端子ピン１１と端子ピン１２との間で、高抵抗状態となるため、ＬＥＤランプ１０を、インバータ式の照明器具に蛍光灯と認識させ、点灯始動させることができる。
【００５９】
このように、ＬＥＤランプ１０を、グロースタート式やラビットスタート式、インバータ式の照明器具だけでなく、商用電源をソケットに直結した照明器具であっても、なんら支障なく点灯させることができる。また、負荷部１６を抵抗Ｒ３，Ｒ４とすることで、簡単な回路で電力を消費させることができる。
【００６０】
なお、ＬＥＤランプ１０では、整流部１４１，１４２からの脈流を平滑させるための平滑部１４３が設けられているが、電流源部１４４として、脈流で動作する照明ドライバを採用すれば、平滑部１４３は省略することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明のＬＥＤランプは、蛍光灯が装着される照明器具であれば、代わりに装着することができるので、直管形の蛍光灯や折り曲げ形の蛍光灯などの代用として好適である。
【符号の説明】
【００６２】
１０  ＬＥＤランプ
１１，１２  端子ピン
１１ａ，１１ｂ  ピン
１２ａ，１２ｂ  ピン
１４  点灯制御部
１４１，１４２  整流部
１４３  平滑部
１４４  電流源部
１５  ＬＥＤ照明部
１６，１６１，１６２  負荷部
１７，１７１，１７２  整流素子
１８，１８１，１８２  整流素子
Ｃ１  コンデンサ
Ｄ１１〜Ｄ１４，Ｄ２１〜Ｄ２４，Ｄ３  ダイオード
Ｄ４１，Ｄ４２，Ｄ５１，Ｄ５２  ダイオード
Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２  接続点
Ｐ１３，Ｐ１４，Ｐ２３，Ｐ２４  接続点
Ｌ  コイル
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４  抵抗
Ｌ１  電源ライン
Ｌ２  グランドライン
ＤＶ  照明ドライバ
Ｔｒ  トランジスタ
ＺＤ  ツェナーダイオード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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