(57)【要約】    【課題】  高周波点灯専用の環形蛍光ランプを光源として備え、エネルギー消費効率が向上した照明器具を提供する。    【解決手段】  照明器具は、ランプ収容空間LSを備えた照明器具本体21と、管径１５〜１８ｍｍおよび環外径２１３〜４５９ｍｍのガラスバルブ21a、ガラスバルブの内面側に配設された蛍光体層、ガラスバルブの両端内部に配設された一対の電極およびガラスバルブの内部に封入された水銀および希ガスを含む放電媒体を備え、高周波点灯専用形である照明器具本体のランプ収容空間内に配設された環形蛍光ランプ22と、高周波電圧を出力し、全光点灯時に高周波点灯専用の環形蛍光ランプのランプ電流が１９０〜２４０ｍＡの範囲となるように点灯する放電ランプ点灯装置23とを具備している。【選択図】図１
2011018620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランプ収容空間を備えた照明器具本体と；
管径１５〜１８ｍｍおよび環外径２１３〜４５９ｍｍのガラスバルブ、ガラスバルブの内面側に配設された蛍光体層、ガラスバルブの両端内部に配設された一対の電極およびガラスバルブの内部に封入された水銀および希ガスを含む放電媒体を備え、高周波点灯専用形である照明器具本体のランプ収容空間内に配設された環形蛍光ランプと；
高周波電圧を出力し、全光点灯時に低出力側の定格ランプ電力を高周波点灯専用の環形蛍光ランプのランプ電流が１９０〜２４０ｍＡの範囲となるように点灯する放電ランプ点灯装置と；
を具備していることを特徴とする照明器具。
【請求項２】
環形蛍光ランプは一対であり、その一方は環外径が小さくて、他方は環外径が大きく、かついずれも照明器具本体のランプ収容空間内に同心的に配設されていて、全点灯時におけるランプ電力の総和が４７〜７５Ｗであり；
照明器具本体は、そのランプ収容空間が、一対の環形蛍光ランプの全点灯時におけるランプ電力の総和に対する単位ランプ電力当たりの体積が３０〜９４０ｃｍ３である；
ことを特徴とする請求項１記載の照明器具。
【請求項３】
照明器具本体は、環形蛍光ランプの少なくとも上方に反射率９０％以上の反射板を備えているとともに、環形蛍光ランプの下方に透過率５５〜９０％の光拡散性の下面カバーを備えていることを特徴とする請求項１または２記載の照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波点灯専用の環形蛍光ランプを光源とする照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波点灯専用の環形蛍光ランプは既知である（特許文献１参照。）。現在、市販されている高周波点灯専用の環形蛍光ランプは、図２に示すとおりであり、定格ランプ電力および定格ランプ電流が相対的に低出力側と高出力側の２重定格となっている。しかし、高周波点灯専用の環形蛍光ランプを光源とした実用化されている照明器具は、高出力側の定格ランプ電流で点灯されて高出力側の定格ランプ電力を投入するように構成されている。この場合、蛍光ランプから放射される全光束が大きくなるので、明るさ感のある質の高い照明を行うことを重視している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０９−３２０５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術は、主としてランプ光束を重視していても、エネルギー消費効率には着目していなかった。
【０００５】
本発明は、高周波点灯専用の環形蛍光ランプを光源として備え、エネルギー消費効率が向上した照明器具を提供することを目的とする。また、本発明は、エネルギー消費効率が向上したことにより、器具効率が向上して消費電力が少ないにもかかわらず従来とほぼ同等の器具光束が得られる照明器具を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の照明器具は、ランプ収容空間を備えた照明器具本体と；管径１５〜１８ｍｍおよび環外径２１３〜４５９ｍｍのガラスバルブ、ガラスバルブの内面側に配設された蛍光体層、ガラスバルブの両端内部に配設された一対の電極およびガラスバルブの内部に封入された水銀および希ガスを含む放電媒体を備え、高周波点灯専用形である照明器具本体のランプ収容空間内に配設された環形蛍光ランプと；高周波電圧を出力し、全光点灯時に低出力側の定格ランプ電力を高周波点灯専用の環形蛍光ランプのランプ電流が１９０〜２４０ｍＡになるように点灯する放電ランプ点灯装置と；を具備していることを特徴としている。
【０００７】
本発明においては、上記高周波点灯専用の環形蛍光ランプを全光点灯する際のランプ電流を上述のように低出力側の定格値にすることにより、高出力側のランプ電力を投入して点灯する従来の照明器具と比較して、器具内温度が適正化されて照明器具における管壁温度−照度特性曲線の照度ピーク値が管壁温度の高い領域へ移動する。なお、管壁温度−照度特性曲線における管壁温度は、ガラスバルブの最冷部の温度である。
【０００８】
すなわち、従来のこの種の蛍光ランプを光源とする照明器具の場合、高出力側の定格ランプ電力が投入されるのに伴いランプ電流が大きくなるので、器具内における発熱量が多くなって器具内温度が上昇し、蛍光ランプの最冷部温度も相応に高くなる。その結果、管壁温度−照度特性曲線におけるピーク値から離間した照度値が小さくなる領域で環形蛍光ランプが点灯するから、定格光束に対する実際のランプ光束の割合が小さくなる。
【０００９】
これに対して、本発明においては、低出力側のランプ電流であると、ランプ電流が相対的に小さくなるので、器具内における発熱量が少なくなって器具内温度が低下し、蛍光ランプの最冷部温度が低くなる。その結果、管壁温度−照度特性曲線の照度ピーク値またはその近傍領域で環形蛍光ランプが点灯し、ランプ光束が大きくなって、照明器具の消費エネルギー効率が向上する。
【００１０】
本発明においては、低出力側の定格ランプ電流を供給することで、低出力側の定格ランプ電力を投入することができ、そのために器具内温度が適正化されるので、管壁温度−照度特性曲線の照度ピーク値またはその近傍領域で高周波点灯専用の環形蛍光ランプが点灯して、照明器具の消費エネルギー効率が向上する。
【００１１】
なお、本発明において用いる高周波点灯専用の環形蛍光ランプにおける低出力側の定格ランプ電流は、その中心値が２１５ｍＡであるが、電気機器の負荷変動を±２５％以内に抑えるためには、負荷電流の変動が±１１．８％以内であればよいから、上記ランプ電流の中心値に対して±１１．８％の変動を見込むことが許容される。したがって、本発明において、高周波点灯専用の環形蛍光ランプにおける低出力側の定格ランプ電流は、１９０〜２４０ｍＡの幅を有する。
【００１２】
本発明の好ましい第１の態様は、以下のとおりである。すなわち、環形蛍光ランプは一対であり、その一方は環外径が小さくて、他方は環外径が大きく、かついずれも照明器具本体のランプ収容空間内に同心的に配設されていて、低出力側の定格ランプ電力の総和が４７〜７５Ｗであり；照明器具本体は、そのランプ収容空間が、一対の環形蛍光ランプの全点灯時におけるランプ電力の総和に対する単位ランプ電力当たりの体積が３０〜９４０ｃｍ３である；ことを特徴としている。
【００１３】
第１の態様は、環外径が大小異なる２灯の高周波点灯専用の環形蛍光ランプを備えている構成において、消費効率が高くなる照明器具本体のランプ収容空間の大きさを規定している。
【００１４】
照明器具本体は、下面カバーを備えていてランプ収容空間が閉鎖されている形態および下面カバーを備えていないでランプ収容空間が開放されている形態のいずれであっても本発明の効果を得ることができる。下面カバーを備えた態様において、管壁温度を管壁温度−照度特性曲線のピーク値近傍で、かつピーク値より高温側の領域になるように設定することは、照明器具本体のランプ収容空間の大きさを上記態様にしたがって適切に選択することで容易である。
【００１５】
上記において、一対の環形蛍光ランプの全点灯時におけるランプ電力の総和に対する単位ランプ電力当たりの体積の下限値３０ｃｍ３は、径大の環形蛍光ランプの環外径および管径に若干の余裕を加味したランプ収容空間の場合である。また、同様に上限値９４０ｃｍ３は、後述の（４）の組み合わせにおいて、基本形状がセードの直径が６５０ｍｍ、高さ２００ｍｍの円柱形状である場合のランプ収容空間の体積である。なお、照明器具本体のランプ収容空間の上記単位ランプ電力当たりの好ましい体積は、１２５〜１７７ｃｍ３である。
【００１６】
一対の環形蛍光ランプの組み合わせ例、その場合の一対の環形蛍光ランプの全点灯時におけるランプ電力の総和に対する単位ランプ電力当たりの体積およびランプ収容空間の体積は、セードの基本形状がほぼ円錐形の場合、以下のとおりである。なお、好適範囲を（）内に示す。
（１）20形＋27形：32〜125cm3/W、1200〜5900cm3（80〜106cm3/W、3800〜5000cm3）
（２）20形＋34形：70〜147cm3/W、3800〜7900ｃｍ３（98〜130cm3/W、5300〜7000cm3）
（３）27形＋34形：67〜143cm3/W、4100〜8700ｃｍ３（95〜115cm3/W、5800〜7000cm3）
（４）34形＋41形：87〜177cm3/W、6400〜13000ｃｍ３（99〜136cm3/W、6600〜10000cm3）
次に、照明器具本体から下面カバーを除去した場合は、ランプ収容空間が開放されるため、環形蛍光ランプの管壁温度が応分に低下する。その結果、照度が管壁温度−発光効率特性曲線のピーク値ないしピーク値近傍で、かつ低温側へ移行する。したがって、本発明においては、照明器具本体の下面カバーはなくてもよい。
【００１７】
一対の環形蛍光ランプが、低出力側の定格ランプ電力が最小の４７Wであっても、ランプ収容空間の体積が約１２００ｃｍ３未満になると、全光点灯中の管壁温度が高くなりすぎて環形蛍光ランプの発光効率が低下しすぎる。反対に、ランプ収容空間の体積が約１３０００ｃｍ３超になると、低出力側の定格ランプ電力が最大の７５Wの場合であっても、照明器具が大きくなすぎて室内における照明器具の外観のバランスが崩れる。
【００１８】
なお、ランプ収容空間の体積は、好適には約３８００〜１００００ｃｍ３である。この範囲内であれば、後述する管壁温度―照度特性曲線のピーク値から多少離れた範囲が含まれるが、それでも高い消費効率が得られるとともに、室内における照明器具の外観バランスが良好で、しかも照明器具の小形化にも応えることができる。
【００１９】
本発明の好ましい第２の態様は以下のとおりである。すなわち、照明器具は、照明器具本体が、環形蛍光ランプの少なくとも上方に反射率９０％以上の反射板を備えているとともに、環形蛍光ランプの少なくとも下方に透過率５５〜９０％の光拡散性の下面カバーを備えている。
【００２０】
第２の態様において、反射板は、その反射面が拡散反射面および鏡面反射面のいずれであってもよい。拡散反射面は、例えばアルミニウム合金板の表面に白色光反射率塗装を施すことにより形成することができる。また、鏡面反射面は、例えばアルミニウム合金板の表面に高純度アルミニウム蒸着膜を形成し、さらにその上にアルミナやシリカなどの透明金属酸化物被膜を形成することにより形成することができる。
【００２１】
光拡散性の下面カバーは、例えば光拡散性超微粒子を分散させたアクリル樹脂板などを適宜所望の形状に成形して用いることにより、全光線透過率５５〜９０％程度、好適には７０〜９０％を得ることができる。
【００２２】
本発明の照明器具においては、光拡散性の下面カバーの透過率を高くしたことにより光拡散性が低下したとしても、環形蛍光ランプの全光点灯時のランプ電力が従来のこの種照明器具のそれより小さい値になるので、環形蛍光ランプの輝度が低くなるから、照明器具のグレアを同等程度またはそれ以下にすることができる。その結果、環形蛍光ランプおよび／または反射板の反射光が光拡散性の下面カバーを透過する際の光吸収ロスを低減でき、照明器具から放射される光束すなわち器具光束を増大させることができる。
【００２３】
また、透過率を高くした光拡散性の下面カバーの採用に加えて、反射率の高い反射板を具備していることにより、高出力側の定格ランプ電力を投入する従来の照明器具の器具光束より器具光束が増加し、照度の高い照明を可能にする。
【００２４】
さらに、光拡散性の下面カバーの透過率が従来のそれと同程度の全光線透過率５５％以上、かつ７０％未満であったとしても、本発明により器具内温度の低下により器具効率が向上することで、高出力側の定格ランプ電力を投入する従来の照明器具におけるのより若干少ないもののほぼ同程度の器具光束を得ることも可能になる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は、照明器具本体のランプ収容空間内に配設された管径１５〜１８ｍｍおよび環外径２１３〜４５９ｍｍのガラスバルブを備えている高周波点灯専用形の環形蛍光ランプを、全光点灯時に放電ランプ点灯装置によって１９０〜２４０ｍＡのランプ電流で高周波点灯することにより、高い消費エネルギー効率を有する照明器具を提供できる効果を奏する。
【００２６】
また、一方は環外径が小さくて、他方は環外径が大きい一対の環形蛍光ランプが照明器具本体のランプ収容空間内に同心的に配設されていて、一対の環形蛍光ランプの低出力側の定格ランプ電力の総和が４７〜７５Ｗであり、照明器具本体のランプ収容空間が、環形蛍光ランプの低出力側の定格ランプ電力の総和に対して、単位ランプ電力当たりの体積が３０〜９４０ｃｍ３である第１の態様によれば、一対の環形蛍光ランプを備えた実用的な仕様で、しかも高い消費エネルギー効率が得られる照明器具を提供することができる効果を奏する。
【００２７】
さらに、照明器具本体が環形蛍光ランプの少なくとも上方に反射率９０％以上の反射板を備えているとともに、環形蛍光ランプの下方に透過率５５〜９０％の光拡散性の下面カバーを備えている第２の態様によれば、消費電力が相対的に大きい従来のこの種照明器具と同程度またはそれ以上の照度を維持することができるので、質の高い照明が可能になるとともに、照明器具の消費効率を顕著に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の照明器具における第１の実施形態に係わるシーリングライトを示し、（ａ）は中央断面正面図、（ｂ）は中央断面底面図である。
【図２】同じく環形蛍光ランプの正面図である。
【図３】同じく環形蛍光ランプの寸法、定格ランプ電力および定格ランプ電流を示す表である。
【図４】同じく放電ランプ点灯装置の回路図である。
【図５】同じく照明器具内における高周波点灯専用の環形蛍光ランプの管壁温度−照度特性曲線および管壁温度−ランプ電流特性曲線を示すグラフである。
【図６】同じく反射板の分光反射率特性曲線を比較例のそれとともに示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００３０】
図１を参照して本発明の照明器具を実施するための第１の形態を説明する。本形態において、照明器具は、照明器具本体２１、環形蛍光ランプ２２および放電ランプ点灯装置２３を具備している。
【００３１】
照明器具本体２１は、基体２１ａ、反射板２１ｂ、下面カバー２１ｃ、ランプホルダ２１ｄ、アダプタ２１ｅおよび常夜灯２１ｆなどを備えている。基体２１ａは、伏せた浅い盆状をなした形状を有していて、金属板をプレス成形して形成されている。反射板２１ｂは、下向きに低い凸状に成形されていて、基体２１ａの下面に配置されている。
【００３２】
下面カバー２１ｃは、光拡散性の透光性プラスチックスを用いて浅いグローブ状に成形し、中心部に装着孔を設けていて、後述する環形蛍光ランプ２２を包囲して基体２１ａの下面周縁部に着脱可能に装着されている。そして、環形蛍光ランプ２２から放射される可視光を適度に拡散する。
【００３３】
ランプホルダ２１ｄは、後述する環形蛍光ランプ２２を保持する手段であり、本形態においては、反射板２１ｂに近接した位置に環形蛍光ランプ２２を固定する。アダプタ２１ｅは、引掛けシーリング（図示しない。）を介して照明器具本体２１を天井面に取り付けるとともに、照明器具本体２１内に電源を導入する。すなわち、アダプタ２１ｅを予め引掛けシーリングに装着してから、次に照明器具本体２１の装着孔にアダプタ２１ｅが挿通するように押し上げると、照明器具本体２１がアダプタ２１ｅにワンタッチで取り付けられる。続いて照明器具本体２１に配設されているコネクタをアダプタ２１ｅのコネクタ受け部に差し込むと、アダプタ２１ｅおよび引掛けシーリングを介して電源に接続する。常夜灯２１ｆは、基体に取り付けたソケットに装着され、反射板２１ｂに形成した孔から発光部が露出している。
【００３４】
環形蛍光ランプ２２は、高周波点灯専用であり、その外観は図２に示すとおりであるが、次のように構成されている。すなわち、環状に成形された細長いガラスバルブ２２ａと、その両端間に橋架された口金２２ｂと、ガラスバルブ２２ａの内面側に配設された蛍光体層と、ガラスバルブ２２ａ両端内に封装された一対の電極と、ガラスバルブ２２ａの内部に封入された水銀および希ガスを含む放電媒体とを備えている。そして、本発明において用いる環形蛍光ランプは、管径ｄがいずれも１６ｍｍであるとともに、管長の大きさ、したがって環の大きさによって２０形、２７形、３４形および４１形の４タイプであり、それらの管長すなわち環外径ＤＯおよび環内径ＤＩ、定格ランプ電力ならびに定格ランプ電流が図３の表に示すとおりである。なお、定格ランプ電力ならびに定格ランプ電流は、２重定格になっていて、図３の該当欄において、上が高出力側、下が低出力側の定格を示している。
【００３５】
一対の環形蛍光ランプ２２Ａおよび２２Ｂは、同心的に配置されるが、その組み合わせ例を示せば次のとおりである。すなわち、２０形＋２７形、２０形＋３４形、２７形＋３４形および３４形＋４１形である。
【００３６】
図１において、ランプ収容区間ＬＳは、下面カバー２１ｃが図１に示すようなグローブ状の場合、下面カバー２１ｃの容積から反射板２１ｂで囲まれた空間の体積を除いた空間の体積である。
【００３７】
放電ランプ点灯装置２３は、図４に示すように、直流電源１１ａ、インバータ１１ｂ、負荷回路１１ｃおよび制御手段１５を備えて構成されている。
【００３８】
直流電源１１ａは、後述するインバータ１１ｂから見た入力供給手段であり、直流電圧を出力して、これをインバータ１１ｂに入力電圧として印加する。本形態において、直流電源１１ａは、ブリッジ形全波整流回路１１ａ１およびアクティブフィルタ１１ａ２からなる。ブリッジ形全波整流回路１１ａ１は、交流入力端が低周波交流電源４に接続し、直流出力端に脈流の直流電圧を出力する。アクティブフィルタ１１ａ２は、昇圧チョッパからなり、その入力端がブリッジ形全波整流回路１１ａ１の直流出力端に接続する。そして、アクティブフィルタ１１ａ２の直流出力端に並列接続した平滑コンデンサＣ１の両極間に、所望電圧に昇圧されるとともに、平滑化された直流電圧を出力する。
【００３９】
インバータ１１ｂは、直流電源１１ａから出力される直流電圧を高周波交流に変換する手段であり、少なくとも１つのスイッチング素子を含んでいる。本発明において、インバータの回路方式は特段限定されない。例えば、ハーフブリッジ形インバータ、フルブリッジ形インバータ、一石形インバータなどを用いることができる。本形態において、インバータ１１ｂは、ハーフブリッジ形インバータからなり、一対のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の直列回路を直流電源１１ａの両端すなわち平滑コンデンサＣ１の両極間に接続している。そして、スイッチング素子Ｑ２の両端間に矩形波の交流電圧が出力される。
【００４０】
負荷回路１１ｃは、環形蛍光ランプ２２をインバータ１１ｂの出力によって付勢するために、環形蛍光ランプ２２を放電ランプ点灯装置２３に接続する際に、インバータ１１ｂと環形蛍光ランプ２２の間に介在される回路手段である。また、負荷回路１１ｃは、共振回路ＲＣを含んでいる。そして、共振回路ＲＣを介して環形蛍光ランプ２２をインバータ１１ｂの出力端に接続することにより、環形蛍光ランプ２２に負荷回路１１ｃの所望に応じて適度に共振した共振電圧を印加することができる。
【００４１】
共振回路ＲＣは、好ましくは直列共振回路であり、共振電圧が印加される回路上の位置に環形蛍光ランプ２２を接続する。また、負荷回路１１ｃは、そこに接続する環形蛍光ランプ２２に対して限流インピーダンスを提供することができる。限流インピーダンスとして共振回路ＲＣのリアクタンスを利用することができる。
【００４２】
制御手段１５は、例えばリモコン３などからの操作に対応してインバータ１１ｂの駆動信号を所望に制御する。
【００４３】
図５は、照明器具内における高周波点灯専用の環形蛍光ランプの管壁温度−照度特性曲線および管壁温度−ランプ電流特性曲線を示すグラフであり、管壁温度−照度特性曲線は、符号Ｈを付した方が高出力側の定格ランプ電力で環形蛍光ランプ２２を点灯したときの最冷部における管壁温度と照明器具の相対照度の変化を示す。符号Ｌを付した方が低出力側の定格ランプ電力で環形蛍光ランプ２２を点灯したときの同様の変化を示す。また、符号Ｉｌを付した管壁温度−ランプ電流特性曲線は、照明器具内において、ランプ電流を図に示す範囲で変化させたときのガラスバルブの最冷部における管壁温度の変化を示す。
【００４４】
なお、図５において、試験に供した照明器具は、図１におけるランプ収容空間ＬＳの体積が５７００ｃｃである。また、管壁温度−照度特性曲線は、その照度がピーク値のときを相対照度１００％としている。
【００４５】
図から理解できるように、高出力側の定格ランプ電力で環形蛍光ランプ２２を点灯したときは、管壁温度−照度特性曲線Ｈに示すように、得られる照度のピーク値が管壁温度４５℃であるから、高出力側の定格ランプ電流３８０ｍＡおよび３５０ｍＡのいずれであっても得られる照度が小さくなるので、消費効率が相当に低下する。
【００４６】
これに対して、本発明においては、低出力側の定格ランプ電力で環形蛍光ランプ２２を点灯するので、管壁温度−照度特性曲線Ｌに示すように、得られる照度のピーク値が得られる照度のピーク値が管壁温度５０〜６０℃であり、ランプ電流が低出力側の定格値および許容変動範囲、したがって低出力側の定格ランプ電力の範囲内であれば、器具内の温度上昇が相対的に少ないので、ピーク値近傍の高い照度が得られる。このため、本発明によれば、照明器具の消費電力が少ないにもかかわらず、従来の高出力側の定格ランプ電力を投入する照明器具におけるのとほぼ同等の照度で照明することができるという極めて優れた消費効率が得られる。
【００４７】
図６は、反射板の分光反射率特性を示し、実線は本形態の実施例を示し、点線は従来の反射率を示す比較例をしている。本形態の実施例において、反射板は、その反射率が９０％以上の高反射率特性を有している。このため、反射率が約８０％程度の反射板を供えた前記従来の照明器具と比較して同等の照度を得ることができる。
【符号の説明】
【００４８】
２１…照明器具本体、２２、２２Ａ、２２Ｂ…環形蛍光ランプ、２３…放電ランプ点灯装置、２１ａ…基体、２１ｂ…反射板、２１ｃ…下面カバー、２１ｄ…ランプホルダ、２１ｅ…アダプタ、２１ｆ…常夜灯
【図１】
2011018620.tif 000003
【図２】
2011018620.tif 000004
【図３】
2011018620.tif 000005
【図４】
2011018620.tif 000006
【図５】
2011018620.tif 000007
【図６】
2011018620.tif 000008