(57)【要約】    【課題】トライアックやダイアックを使用せずに、調光特性の安定した回路を組み込み、かつ、ハウジング内の当該回路を設けた部分に白熱電球の発した熱が伝わらない構成の白熱電球用ソケットを提供すること。    【解決手段】白熱電球用ソケットであって、そのハウジング内の白熱電球と接続するためのメス側口金と商用電源ラインとの間に、入力電圧に変動があっても白熱電球に対して一定の電力供給を可能にするパワーコントロール回路を設け、かつ、ハウジング内の当該回路を設けるスペースと前記メス側口金を設けるスペースとの間に開口部を設けて２つのスペースを隔てて構成した。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
白熱電球用ソケットであって、そのハウジング内の白熱電球と接続するためのメス側口金と商用電源ラインとの間に、入力電圧に変動があっても白熱電球に対して一定の電力供給を可能にするパワーコントロール回路を設けたことを特徴とする白熱電球用ソケット。
【請求項２】
白熱電球用ソケットであって、そのハウジング内の白熱電球と接続するためのメス側口金と商用電源ラインとの間に、入力電圧に変動があっても白熱電球に対して一定の電力供給を可能にするパワーコントロール回路を設け、かつ、ハウジング内の当該回路を設けるスペースと前記メス側口金を設けるスペースとの間に開口部を設けて２つのスペースを隔てて構成したことを特徴とする白熱電球用ソケット。
【請求項３】
前記パワーコントロール回路は、商用電源の電圧値をモニタリングして、予め想定した電圧値よりも大きな電圧が入力された場合に、商用電源を白熱電球に供給するライン上に設けたスイッチング素子のオン時間をコントロールして供給電力を一定に保つ機能を具備したものであることを特徴とする請求項１又は２記載の白熱電球用ソケット。
【請求項４】
前記パワーコントロール回路は、商用電源を整流する整流回路と、前記整流回路の出力と出力端子との間に設けられたスイッチング素子を駆動して白熱電球に電力供給する駆動回路と、前記整流回路の出力を直流平滑化するとともに商用電源の電圧値に応じた電圧を端子間に生じさせるコンデンサ（Ｃ１）を具備した直流平滑化回路と、商用電源入力開始時に前記スイッチング素子のオン時間を徐々に増加させ、かつ前記コンデンサ（Ｃ１）の電圧値に反比例した電流を流すカレントミラーを具備したソフトスタート回路と、前記カレントミラーからの電流によって充電時間が左右されるコンデンサ（Ｃ３）及びこのコンデンサ（Ｃ３）の端子電圧と基準電圧とを比較する比較器を具備しコンデンサ（Ｃ３）の端子電圧が基準電圧を超えたときに前記スイッチング素子をオンさせるタイミング回路と、前記コンデンサ（Ｃ３）に充電された電荷を前記整流波の半波長毎に確実に放電させるための放電回路とを具備したことを特徴とする請求項１又は２記載の白熱電球用ソケット。
【請求項５】
前記整流回路の出力と前記コンデンサ（Ｃ３）との間にサーミスタを接続し、回路の温度上昇に伴って抵抗値が上昇してコンデンサ（Ｃ３）の充電時間が増加するようにしたことを特徴とする請求項４記載の白熱電球用ソケット。
【請求項６】
前記パワーコントロール回路は、商用電源が入力された場合に、接続される白熱電球の定格電力よりも小さい電力供給を行うように構成したことを特徴とする請求項１乃至５記載の白熱電球用ソケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、白熱電球のソケットに関するものであり、詳しくは、供給電圧が不安定であっても白熱電球に対しては一定の電力供給をし、かつ、白熱電球の発熱による温度上昇を抑えて、球切れや破裂を防ぐための白熱電球用ソケットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
海外の多くの国では交流220Vが使用されているが、開発途上国では供給電圧が不安定であり、地域又は時間帯によっては定格電圧に対して300Vまでに及ぶ高電圧が供給されることが多くある。このことにより白熱電球は過剰な電圧による発熱で球切れや破裂などを引き起こし、著しく寿命が短くなっているのが現状である。ここで、電球の寿命は以下の式によって近似できる。
2007207451.tif 000003
【０００３】
例えば、定格220Vで使用した場合の定格寿命が1000時間程度の白熱電球は、300Vで使用し続けるとその寿命は上記の式から20時間程度となってしまう。このような高電圧のかかる時間帯がある地域が世界の多くにあり、球切れが頻繁に発生している。
【０００４】
図１０に示すのは、従来の調光器の構成を表した回路図である。この図１０に示す調光器はトライアック（TRC）とダイアック（DIAC）及び可変抵抗（VR）を設けたことを特徴とするものであり、コンデンサに電荷が蓄積されてダイアックの降伏電圧（スレッショルド電圧）に到達するとトライアックがターンオンする構成であり、このダイアック、可変抵抗及びコンデンサによって、商用電源Vsに直列に接続された白熱電球Laにかかる電力を低下させている。また、可変抵抗を調節することで白熱電球Laにかかる電力を調整可能な構成となっている。
【０００５】
この図１０と同様の構成により白熱電球にかかる電圧調整を行っているものとして、例えば、特許文献１や特許文献２が存在する。
【特許文献１】特開昭６０−１３６１９９号公報
【特許文献２】特開２００２−１３６１９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のようなダイアック、可変抵抗及びコンデンサによって構成された従来の調光器は、コンデンサに電荷が蓄積されてダイアックのスレッショルド電圧に到達するまではターンオンしない構成となっているため、突入電流を防止することができるが、前記ダイアックのスレッショルド電圧は変動が大きく、調光特性にばらつきが生じるという問題があった。また、上記構成をソケット内部に組み込む構成は既に提案されているが、ソケット内部は白熱電球の発する熱が伝導して温度が上昇し、素子に悪影響を及ぼすという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、トライアックやダイアックを使用せずに、調光特性の安定した回路を組み込み、かつ、ハウジング内の当該回路を設けた部分に白熱電球の発した熱が伝わらない構成の白熱電球用ソケットを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１は、白熱電球用ソケットであって、そのハウジング内の白熱電球と接続するためのメス側口金と商用電源ラインとの間に、入力電圧に変動があっても白熱電球に対して一定の電力供給を可能にするパワーコントロール回路を設けたことを特徴とする白熱電球用ソケットである。
【０００９】
本発明の請求項２は、白熱電球用ソケットであって、そのハウジング内の白熱電球と接続するためのメス側口金と商用電源ラインとの間に、入力電圧に変動があっても白熱電球に対して一定の電力供給を可能にするパワーコントロール回路を設け、かつ、ハウジング内の当該回路を設けるスペースと前記メス側口金を設けるスペースとの間に開口部を設けて２つのスペースを隔てて構成したことを特徴とする白熱電球用ソケットである。
【００１０】
本発明の請求項３は、請求項１又は２に加えて、前記パワーコントロール回路は、商用電源の電圧値をモニタリングして、予め想定した電圧値よりも大きな電圧が入力された場合に、商用電源を白熱電球に供給するライン上に設けたスイッチング素子のオン時間をコントロールして供給電力を一定に保つ機能を具備したものであることを特徴とする白熱電球用ソケットである。
【００１１】
本発明の請求項４は、請求項１又は２に加えて、前記パワーコントロール回路は、商用電源を整流する整流回路と、前記整流回路の出力と出力端子との間に設けられたスイッチング素子を駆動して白熱電球に電力供給する駆動回路と、前記整流回路の出力を直流平滑化するとともに商用電源の電圧値に応じた電圧を端子間に生じさせるコンデンサ（Ｃ１）を具備した直流平滑化回路と、商用電源入力開始時に前記スイッチング素子のオン時間を徐々に増加させ、かつ前記コンデンサ（Ｃ１）の電圧値に反比例した電流を流すカレントミラーを具備したソフトスタート回路と、前記カレントミラーからの電流によって充電時間が左右されるコンデンサ（Ｃ３）及びこのコンデンサ（Ｃ３）の端子電圧と基準電圧とを比較する比較器を具備しコンデンサ（Ｃ３）の端子電圧が基準電圧を超えたときに前記スイッチング素子をオンさせるタイミング回路と、前記コンデンサ（Ｃ３）に充電された電荷を前記整流波の半波長毎に確実に放電させるための放電回路とを具備したことを特徴とする白熱電球用ソケットである。
【００１２】
本発明の請求項５は、請求項４に加えて、前記整流回路の出力と前記コンデンサ（Ｃ３）との間にサーミスタを接続し、回路の温度上昇に伴って抵抗値が上昇してコンデンサ（Ｃ３）の充電時間が増加するようにしたことを特徴とする白熱電球用ソケットである。
【００１３】
本発明の請求項６は、請求項１乃至５に加えて、前記パワーコントロール回路は、商用電源が入力された場合に、接続される白熱電球の定格電力よりも小さい電力供給を行うように構成したことを特徴とする白熱電球用ソケットである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、入力電圧に変動があっても白熱電球に対して一定の電力供給を可能にするパワーコントロール回路を設けので、供給電力が安定して白熱電球の温度上昇が抑えられるため球切れや破裂を防ぐことができる。
【００１５】
請求項２記載の発明によれば、入力電圧に変動があっても白熱電球に対して一定の電力供給を可能にするパワーコントロール回路を設け、かつ、ハウジング内の当該回路を設けるスペースと前記メス側口金を設けるスペースとの間に開口部を設けて２つのスペースを隔てて構成したので、供給電力が安定して白熱電球の温度上昇が抑えられるため球切れや破裂を防ぐことができ、また、開口部を設けたことにより白熱電球の熱が回路部分に伝達することを防ぎ、回路の素子が熱によって不安定になることを防ぐことができる。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、パワーコントロール回路において、商用電源の電圧値をモニタリングして、予め想定した電圧値よりも大きな電圧が入力された場合に、商用電源を白熱電球に供給するライン上に設けたスイッチング素子のオン時間をコントロールして供給電力を一定に保つようにしたので、供給電力が安定して白熱電球の温度上昇が抑えられるため球切れや破裂を防ぐことができる。
【００１７】
請求項４記載の発明によれば、商用電源が定格電圧よりも大きくなった場合に、コンデンサ（Ｃ１）の電圧値が大きくなり、このコンデンサ（Ｃ１）の電圧値が大きくなるとカレントミラーを流れる電流値が減少し、カレントミラーを流れる電流が減少することによってコンデンサ（Ｃ３）の充電時間が増加し、コンデンサ（Ｃ３）の充電時間が増加することによって比較器での基準電圧に達するまでの時間が増加し、これによりスイッチング素子のオン時間が短くなり、結果として、白熱電球に供給される電力が一定に保たれる。
また、ソフトスタート回路は、商用電源印加開始からスイッチング素子のオン時間が徐々に長くなるように動作するので、突入電流を防ぎ、ソフトスタートを実現できる。
【００１８】
請求項５記載の発明によれば、前記全波整流回路の出力と前記コンデンサ（Ｃ３）との間にサーミスタを接続し、回路の温度上昇に伴って抵抗値が上昇してコンデンサ（Ｃ３）の充電時間が増加するようにしたので、白熱電球の温度上昇によって回路部分の温度が上昇したことをサーミスタによって検出してコンデンサ（Ｃ３）の充電時間を増加させてスイッチング素子のオン時間を短くすることにより、供給電力を下げて白熱電球の発熱量を低下させることができる。
以上から、電力が不安定に高くなる場合であっても、（１）過大電圧や突入電流による球切れを防ぎ、寿命を延ばす、（２）余分な電力消費を防ぐ、（３）過剰な発熱を抑えられるので、照明機器の安全性が向上し、動作安定性が向上する、などの効果が得られる。
【００１９】
請求項６記載の発明によれば、パワーコントロール回路を、商用電源が入力された場合に、接続される白熱電球の定格電力よりも小さい電力供給を行うように構成したので、例えば、日本のように安定した電圧が常に供給されるような場合において、安定した100Vが入力されたときに白熱電球に常に50％の電力が供給されるようにパワーコントロール回路を構成することで、100W用の電球は50W用の電球と略同じ明るさとなるが、同じ明るさであっても50W用の電球を使用するよりも100W用の電球を半分の電力で使用した方が電球の寿命が飛躍的に延びる（この例の場合、計算上約90倍）ため、大きなメリットとなる。この構成は、電球の交換が困難な場所に設置するような場合や、高齢者の家庭において交換作業が困難であるような場合に非常に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明による白熱電球用ソケットは、そのハウジング内の白熱電球と接続するためのメス側口金と商用電源ラインとの間に、入力電圧に変動があっても白熱電球に対して一定の電力供給を可能にするパワーコントロール回路を設け、かつ、ハウジング内の当該回路を設けるスペースと前記メス側口金を設けるスペースとの間に開口部を設けて２つのスペースを隔てて構成したことを特徴とするものであり、さらに、前記パワーコントロール回路は、商用電源を整流する整流回路と、前記整流回路の出力と出力端子との間に設けられたスイッチング素子を駆動して白熱電球に電力供給する駆動回路と、前記整流回路の出力を直流平滑化するとともに商用電源の電圧値に応じた電圧を端子間に生じさせるコンデンサ（Ｃ１）を具備した直流平滑化回路と、商用電源入力開始時に前記スイッチング素子のオン時間を徐々に増加させ、かつ前記コンデンサ（Ｃ１）の電圧値に反比例した電流を流すカレントミラーを具備したソフトスタート回路と、前記カレントミラーからの電流によって充電時間が左右されるコンデンサ（Ｃ３）及びこのコンデンサ（Ｃ３）の端子電圧と基準電圧とを比較する比較器を具備しコンデンサ（Ｃ３）の端子電圧が基準電圧を超えたときに前記スイッチング素子をオンさせるタイミング回路と、前記コンデンサ（Ｃ３）に充電された電荷を前記整流波の半波長毎に確実に放電させるための放電回路とを具備したことを特徴とするものである。以下、図面を用いて詳細に説明を行う。
【実施例１】
【００２１】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は、本発明である白熱電球用ソケット１０の形状を表した（ａ）の縦断面図と、各部の横断面図をそれぞれ表した（ｂ）（ｃ）の図とからなる。この図１に示すように、本発明の白熱電球用ソケット１０は、ハウジング１１に大きく分けて２つのスペースを設けて構成している。１つは後述するパワーコントロール回路を載せた回路基板１４を配置した基板配置スペース１２であり、もう１つはメス側口金１５を配置したメス側口金配置スペース１３である。そして、これら２つのスペースの間には開口部１６が設けられており、図１（ｂ）に示す破線ｂでの断面図からも分かるように、この開口部１６部分は中央に設けた円筒部１７と側面の４箇所に設けた接続支持部１８とによってのみ接続されている。メス側口金配置スペース１３に配置したメス側口金１５からの配線は円筒部１７内部を通して回路基板１４に接続され、回路基板１４からの配線はオス側口金１９に接続される。また、メス側口金配置スペース１３部分のハウジング１１の外側には、白熱電球の発する熱を放熱し易くするための放熱板２０が複数設けられて、ヒートシンク構造となっている。
【００２２】
この白熱電球用ソケット１０のハウジング１１は、図２に示すように、縦割り構造の２つの部材からなり、このハウジング１１の基板配置スペース１２の内側には回路基板１４を固定するための基板固定用溝２１が形成されており、また、メス側口金配置スペース１３の内側には、メス側口金固定プレート用溝２２が形成されている。これに合わせて、メス側口金１５には固定プレート２３を形成しておく。組み立ての際には、一方のハウジング１１のこれらの溝部に対してそれぞれ回路基板１４とメス側口金１５を配置した状態で、他方のハウジング１１を重ね合わせて接続する。このとき、オス側口金１９を接続する部分には重ね合わせたときに螺旋状となるネジ山２４が形成されており、ここにオス側口金１９を接続する。
【００２３】
次に、前記回路基板１４に載せるパワーコントロール回路について、図４を用いて説明する。この図４に示すパワーコントロール回路は、大きく分けて全波整流回路３１、直流平滑化回路３２、ソフトスタート回路３３、タイミング回路３４、放電回路３５及び駆動回路３６によって構成されている。
【００２４】
前記全波整流回路３１は、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３及びＤ４で構成されている。入力端子２６間に入力された商用電源は、バリスタＶ１及びヒューズ２７を介してこの全波整流回路３１に入力され、この全波整流回路３１において交流入力を全波整流して、各回路部及び出力端子間に出力する。なお、バリスタＶ１及びヒューズ２７は、回路保護の目的で設けられている。
【００２５】
前記直流平滑化回路３２は、全波整流後の出力端間に接続され、２つの固定抵抗Ｒ１、Ｒ２を解して分圧された電圧を平滑化する抵抗Ｒ３とコンデンサＣ１とによって商用電源に比例したＤＣ電圧を得るための回路である。この直流平滑化回路３２で生成されたＤＣ電圧は、ソフトスタート回路３３におけるＰＮＰトランジスタＱ１のベース端子に出力される。
【００２６】
前記ソフトスタート回路３３は、商用電源入力開始時に生じる突入電流を防ぐためのソフトスタート機能を実現するための回路である。商用電源がオンとなりコンデンサＣ１の電圧が上昇すると、ＰＮＰトランジスタＱ１、固定抵抗Ｒ８、カレントミラーを構成しているＰＮＰトランジスタＱ２及びＱ３によって構成される回路において、Is＝（20V−2×0.7V）／100kΩの電流がＱ３のコレクタに流れる。ここで、20VはツェナーダイオードＺＤ１の電圧、0.7VはトランジスタＱ３のVbe電圧である。Ｃ１の端子電圧が低いレベルでは、Ｑ３のコレクタ電流はダイオードＤ８を通りＱ１へ流れる。その場合、後述するコンデンサＣ３への充電は固定抵抗Ｒ１５を流れる電流により行われる。Ｃ１の端子電圧が上昇するに連れて、Ｑ３のコレクタ電流はＤ９を通りＣ３に充電される。このことは、時定数が次第に小さくなっていくことを意味する。結果的に、Ｃ１端子電圧の上昇と共にＭＯＳＦＥＴ２９のオン時間が次第に長くなり、ソフトスタートを実現している。
【００２７】
前記タイミング回路３４は、ＭＯＳＦＥＴ２９のオンオフのタイミングを制御するための回路である。全波整流回路３１の直流出力端間に接続された２つの固定抵抗Ｒ１１、Ｒ１３の抵抗分圧によって作られた基準電圧とダイオードＤ９の出力端とグランドとの間に接続されたコンデンサＣ３の端子電圧を比較器２８において比較し、端子電圧が前記基準電圧に達したときにＭＯＳＦＥＴ２９のゲート端子に対してトリガ信号を与えてＭＯＳＦＥＴ２９をオンさせる。
また、白熱電球の発熱によりソケット内部の温度が上昇すると電子部品にダメージを与える恐れがあるが、固定抵抗Ｒ１５と直列にサーミスタＴ２を接続することにより、ソケット内部の温度が上昇するとサーミスタの抵抗値が大きくなるため時定数が大きくなり、結果、ＭＯＳＦＥＴ２９のオン時間が短くなって自動的に白熱電球のパワーを絞り、温度上昇を抑える働きをする。
【００２８】
前記放電回路３５は、ＭＯＳＦＥＴ２９を確実にオフさせるための回路である。本発明のように全波整流を行った場合、負荷が小さいと0Vまで電圧が低下しない場合があり、そのような状況では前記タイミング回路３４のコンデンサＣ３の電荷を放電させることが難しく、ＭＯＳＦＥＴ２９はオフすることができない。この状況を回避するため、全波整流回路３１の電圧が下がった場合、ＮＰＮトランジスタＱ５がオフし、ＮＰＮトランジスタＱ６がオンすることで、Ｃ３の電荷を放電させる。その結果、全波整流回路３１の直流出力端間に接続された２つの固定抵抗Ｒ１１、Ｒ１３の抵抗分圧によって作られた基準電圧よりＣ３の端子電圧が下がった時点で比較器の出力がローとなり、ＭＯＳＦＥＴ２９はオフする。
【００２９】
前記駆動回路３６は、照明負荷にかかる電力をコントロールするためのものである。この駆動部は、商用電源を全波整流した直流出力端間に接続された照明負荷と直列に接続されたＭＯＳＦＥＴ２９によって構成され、このＭＯＳＦＥＴ２９のオン時間を前記タイミング回路３４によってコントロールして駆動することで、照明負荷にかかる電力が一定となるようにコントロールする。
【００３０】
このような構成におけるパワーコントロール回路の作用について、商用電源の定格電圧が220Vである場合を例として説明を行う。商用電源の入力端子２６間に、図５（ａ）に示すような商用電源の入力が開始されると、直流平滑化回路３２のコンデンサＣ１に電荷が充電され始める。このＣ１の端子電圧が低いレベルでは、ＰＮＰトランジスタＱ３のコレクタ電流はダイオードＤ８を通りＰＮＰトランジスタＱ１へ流れ、このときのコンデンサＣ３への充電は、固定抵抗Ｒ１５を流れる電流により行われる。この固定抵抗Ｒ１５を流れる電流による充電は時定数が大きいため、Ｃ１の端子電圧が基準電圧以上となるまでに時間がかかり、ＭＯＳＦＥＴ２９がオンするのが遅れ、結果、オン時間は非常に短い。その後、Ｃ１の端子電圧が上昇するに連れて、Ｑ３のコレクタ電流はＤ９を通りＣ３に充電され始める。このことは、時定数が次第に小さくなっていくことを意味し、結果的に、Ｃ１端子電圧の上昇と共にＭＯＳＦＥＴ２９のオン時間が次第に長くなり、ソフトスタートを実現している。
【００３１】
商用電源を印加してからしばらく経過すると、コンデンサＣ３への充電はほぼダイオードＤ９を通る電流によって行われるようになり、この場合、ＭＯＳＦＥＴ２９が一旦オフした後に、次の全波整流波形の立上がりからＭＯＳＦＥＴ２９がオンするまでの時間は非常に短いため、図５（ｂ）に示すような略正弦波状の電圧が出力端子に供給されることになる。なお、図５（ｂ）においては、全波整流波形の立上がりからＭＯＳＦＥＴ２９がオンするまでの状態を省略して記載している。
【００３２】
ここで、入力電圧が変動して定格よりも大きくなった場合、例えば、図５（ｃ）に示すような300Vの入力電圧が入力端子２６間に入力された場合には、直流平滑化回路３２のコンデンサＣ１の電圧が大きくなる。Ｃ１の端子電圧が上昇すると、ＰＮＰトランジスタＱ１のエミッタ端子の電圧が大きくなり、これにより固定抵抗Ｒ８にかかる電圧が小さくなってＲ８を流れる電流も減少する。ここで、ＰＮＰトランジスタＱ２、Ｑ３はカレントミラーを構成しているため、Ｒ８を流れる電流が減少すると、ダイオードＤ９を流れる電流も減少する。コンデンサＣ３はＤ９を流れる電流によって充電されるため、電流の減少に伴ってＣ３の充電にかかる時間が増加する。結果、比較器２８においてＣ３の端子電圧が基準電圧を超えるのが遅くなるため、ＭＯＳＦＥＴ２９のオン時間が短くなって、図５（ｄ）に示すような、全波整流波形の立上がりからＭＯＳＦＥＴ２９がオンするまでの部分が欠けた波形が出力端子３０の間に供給される。
【００３３】
この図５（ｄ）に示す波形からも分かるように、高電圧が入力された場合にはＭＯＳＦＥＴ２９がオンするのが遅れてオン時間が短くなるため、高電圧が入力された場合であっても白熱電球に供給される電力が定格電圧時と略同じ（波形の積分面積が略同じ）となり、安定した電力供給が行える。以上のように、本発明におけるパワーコントロール回路は、商用電源の電圧変動をコンデンサＣ１においてモニタリングし、Ｃ１の端子電圧に応じてカレントミラーからダイオードＤ９を介してコンデンサＣ３に流れる電流量を変化させて充電時間をコントロールして、ＭＯＳＦＥＴ２９のオン時間を調整することにより、電圧変動があっても白熱電球に定格電圧時と略同一の電力供給を行えるようにしたものである。
【００３４】
このように、本発明による白熱電球用ソケットは、電圧変動があっても白熱電球に定格電圧時と略同一の電力供給を行うことができるパワーコントロール回路を設けるとともに、図１に示すように、回路基板１４を配置した基板配置スペース１２とメス側口金１５を配置したメス側口金配置スペース１３の間に開口部１６を設けて構成したので、高電圧が入力されても電力を一定に保つことで白熱電球の温度上昇を抑えて球切れや破裂を防ぐことができ、かつ定格寿命期間使用することが可能となり、さらに、開口部１６を設け、かつ、複数の放熱板２０からなるヒートシンク構造を採用したことで、白熱電球の発する熱が回路基板１４に伝わり難くなり、回路素子が温度上昇によって不安定になることを防ぐことができる。
この本発明による白熱電球用ソケットは、従来のダイアックを使用した場合と比較して、素子のばらつきや温度変動による調光精度のばらつきが非常に少ない安定した動作を実現できる。
【実施例２】
【００３５】
前記実施例１による白熱電球用ソケットは、図４に示すパワーコントロール回路を回路基板１４に載せて構成したものであったが、この図４のパワーコントロール回路の一部をＩＣ化して構成してもよい。
【００３６】
図７に示すのは、コントロールＩＣ３７を採用した場合のパワーコントロール回路の構成を表した回路図である。この図７に示す回路は、全波整流回路（３１）、直流平滑化回路（３２）及び駆動回路（３６）部分については図４に示した回路と同様の構成であるが、図４におけるソフトスタート回路３３、タイミング回路３４及び放電回路３５の構成をＩＣ化してコントロールＩＣ３７としたものである。
【００３７】
コントロールＩＣ３７の構成について、図６に示すブロック図を用いて説明する。この図６に示すように、コントロールＩＣ３７は、PowerON検出回路３８、Ｖ−Ｉ変換回路３９、ON／OFF時間時比率コントロール回路４０、パワーＭＯＳＦＥＴドライブ回路４２、低電圧検出回路４３、及び、温度センサ回路４４によって構成されている。また、Ｖ−Ｉ変換回路３９には、高精度かつ温度補償タイプの外付けの基準電流設定抵抗４６が接続され、ON／OFF時間時比率コントロール回路４０には、高精度かつ温度補償タイプの外付けの時比率設定用コンデンサ４１が接続され、温度センサ回路４４には、高精度かつ温度補償タイプの外付けの温度設定抵抗４５が接続されている。
【００３８】
次に、このコントロールＩＣ３７を用いた回路における作用を、図８及び図９に示す各部のタイミングチャートを用いて説明を行う。図８（ａ）に示すように、ＡＣ入力電圧が立ち上がると、これをPowerON検出回路３８において検出して、図８（ｂ）に示すソフトスタート信号をON／OFF時間時比率コントロール回路４０に出力する。ON／OFF時間時比率コントロール回路４０では、ソフトスタート信号を受付けて時比率が0％〜100％と徐々に増えるように設定し、これに基づいてパワーＭＯＳＦＥＴドライブ回路４２でＭＯＳＦＥＴ２９のゲート端子にトリガ信号を出力する。結果、図８（ｃ）のように、徐々にパルス幅が広くなってオン時間が長くなるようにＭＯＳＦＥＴ２９が駆動される。このソフトスタートを行う期間は、少なくとも１秒以上に設定する。
【００３９】
ここで、図８（ａ）に示すように、電圧変動によって入力電圧が300Vに上昇すると、ON／OFF時間時比率コントロール回路４０では、負荷に供給される電力が一定となるように、電圧値に応じて時比率をコントロールする。ここでの遷移時間は0.1秒以下とする。電圧が定格電圧220Vに戻った場合には、同様に0.1秒以下の遷移時間を経て時比率略100％に戻す。
【００４０】
温度センサ回路４４では、温度設定抵抗４５を用いて現在の基板の温度状況を検出して、温度が高い場合にはON／OFF時間時比率コントロール回路４０に対してオン時間を制限するための指示信号を出力する。図８（ｄ）及び（ｅ）に示すように、温度センサ回路４４で検出した温度の上昇に応じてＭＯＳＦＥＴ２９のゲート端子に出力するゲートパルスの幅を狭くして白熱電球に供給される電力を制限して温度上昇を防ぐ。一定時間経過後に温度が下降してきた場合には、これに応じて元の時比率に戻す。
【００４１】
次に、図９（ａ）に示す全波整流した波形の半波分の時間単位での制御について説明する。先ず、全波整流した電圧が一定値（例えば、50V）に達した段階で、コントロールＩＣ３７を駆動するための電圧VDDが立上がる。これに応じて、時比率設定用コンデンサ４１に電圧値に反比例した電流が供給されて、図９（ｄ）に示すように充電が開始される。定格電圧220Vの場合には、短時間で充電が進み、時比率設定用コンデンサ４１の電圧値が基準電圧（スレッショルド電圧）を超えた時点を検出して、ON／OFF時間時比率コントロール回路４０において、図９（ｅ）に示すように、ゲートパルスを立上げる。このゲートパルスは全波整流した電圧が一定値（例えば、50V）以下となるまで維持される。このゲートパルスに基づいてパワーＭＯＳＦＥＴドライブ回路４２で全波整流後の電圧を駆動すると、図９（ｆ）の上側の波形のように、入力波形と略変わらない波形の出力となる。また、電圧が一定値（例えば、40V）以下となった場合には、低電圧検出回路４３においてこれを検出して、図９（ｃ）に示す放電用パルスを出力し、これを受けて時比率設定用コンデンサ４１は確実に放電される。
【００４２】
高電圧300Vの場合には、定格の220Vの場合に比べて電流が減少するため緩やかに充電が進むため、図９（ｄ）に示すように、時比率設定用コンデンサ４１の電圧値が基準電圧（スレッショルド電圧）に達するまでに時間を要する。結果、図９（ｅ）に示すように、ON／OFF時間時比率コントロール回路４０において、定格220Vの場合に比べてパルス幅が狭くなるようにコントロールされる。このゲートパルスに基づいてパワーＭＯＳＦＥＴドライブ回路４２で全波整流後の電圧を駆動すると、図９（ｆ）の下側の波形のように、前半部分の欠けた波形が出力されることになる。このような制御により、定格電圧時と略同じ（波形の積分面積が略同じ）電力を供給することができる。
【００４３】
以上のように、コントロールＩＣ３７を採用してパワーコントロール回路を構成することにより、回路基板１４の規模を小さくすることができるため、基板配置スペース１２をより小さく構成することが可能となり、結果、白熱電球用ソケット全体の小型化が実現できる。
【実施例３】
【００４４】
前記実施例１及び２においては、電圧が不安定な地域での使用を前提として説明を行っていたが、本発明はこのような使用環境に限られるものではなく、日本のように安定した電圧が常に供給されるような場合にも使用するメリットがある。
【００４５】
具体的には、100Vの電圧が入力された場合にＭＯＳＦＥＴ２９のオン時間が50％となるように、各素子（特に、コンデンサＣ３、及びＣ３に流れる電流量を制御するための各素子）を選択して図４の回路を構成し、白熱電球として例えば100W用の電球を選択する。このような構成において、安定した100Vが入力されると、白熱電球には常に50％の電力が供給されることとなり、この場合、100W用の電球は50W用の電球と略同じ明るさで点灯する。
【００４６】
このように、100W用の電球を半分の電力で使用すると、電球の寿命が飛躍的に延びるため、同じ明るさであっても50W用の電球を使用するよりも大きなメリットとなる。具体的には、オン時間を50％とした場合の電圧は70.1V程度と思われるので、これに基づいて前記式（１）で計算すると、寿命が約90倍に延びることが分かる。これは、電球の交換が困難な場所に設置するような場合や、高齢者の家庭において交換作業が困難であるような場合に非常に有効な使用方法となる。
【００４７】
なお、日本のように安定した電圧が常に供給される場所で使用する場合には、図４の回路のように電圧をモニタリングする必要がなくなるため、このような構成を無くして、設定されたオン時間となるような電流をコンデンサＣ３に対して供給する構成としてもよく、図４の回路に限定されるものではない。
【実施例４】
【００４８】
前記実施例１においては、図１に示すように、基板配置スペース１２は円筒部１７以外の部分が密閉された構成としたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、図３（ａ）に示すように、基板配置スペース１２の開口部１６に面した部分と、オス側口金１９に面した側のそれぞれに放熱用窓２５を設けて構成してもよい。このような構成とすることで、基板配置スペース１２の内部を空気が循環して自然空冷が行われるため、回路基板１４の温度上昇を防止する効果がより高まる。
【００４９】
また、図３（ｂ）に示すように、図１における開口部１６を無くす替わりに、ハウジング１１の側面に複数の放熱用窓２５を設け、かつ、ハウジング１１のオス側口金１９に面した側にも放熱用窓２５を設けて構成するようにしてもよい。この場合も、図３（ａ）の場合と同様に、基板配置スペース１２の内部を空気が循環して自然空冷が行われるため、回路基板１４の温度上昇を防止する効果がより高まる。
【実施例５】
【００５０】
前記実施例においては、図１乃至図３に示すようにオス側口金１９を設けており、これは、既存の設備において本発明の白熱電球用ソケットを使用することを想定してこのように構成している。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、建物等に固定的に設置されるソケット内部に本発明のパワーコントロール回路を設けて、このパワーコントロール回路を直接商用電源ラインに接続するような構成であってもよい。
【００５１】
前記実施例においては、商用電源を白熱電球に供給するライン上にＭＯＳＦＥＴ２９を設けて、このＭＯＳＦＥＴ２９のスイッチング動作によっての供給電力を一定に保っていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、同様のスイッチング動作を実現するものであれば他のスイッチング素子を用いたものであってもよい。
【００５２】
前記実施例においては、商用電源を整流化する回路として全波整流回路３１を用いて構成したが、本発明はこれに限られるものではなく、全波整流回路に換えて半波整流回路で構成したとしても同様の効果を得ることができ、本発明の範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】（ａ）は、本発明による白熱電球用ソケットの形状を表した縦断面図、（ｂ）は、（ａ）における破線ｂでの横断面図、（ｃ）は、（ａ）における破線ｃでの横断面図である。
【図２】本発明による白熱電球用ソケットの組み立て前の状態を表した縦断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明による白熱電球用ソケットの形状の他の実施例を表した縦断面図である。
【図４】本発明による白熱電球用ソケットに採用したパワーコントロール回路の構成を表した回路図である。
【図５】パワーコントロール回路に入力される波形及び回路を経た後の出力波形を表した波形図である。
【図６】コントロールＩＣ３７の機能を表したブロック図である。
【図７】コントロールＩＣ３７を採用した場合のパワーコントロール回路の構成を表した回路図である。
【図８】コントロールＩＣ３７において制御される各部の波形の様子を表したタイミングチャート図である。
【図９】コントロールＩＣ３７において制御される各部の波形の様子を表したタイミングチャート図である。
【図１０】従来の調光器の構成を表した回路図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０…白熱電球用ソケット、１１…ハウジング、１２…基板配置スペース、１３…メス側口金配置スペース、１４…回路基板、１５…メス側口金、１６…開口部、１７…円筒部、１８…接続支持部、１９…オス側口金、２０…放熱板、２１…基板固定用溝、２２…メス側口金固定プレート用溝、２３…固定プレート、２４…ネジ山、２５…放熱用窓、２６…入力端子、２７…ヒューズ、２８…比較器、２９…ＭＯＳＦＥＴ、３０…出力端子、３１…全波整流回路、３２…直流平滑化回路、３３…ソフトスタート回路、３４…タイミング回路、３５…放電回路、３６…駆動回路、３７…コントロールＩＣ、３８…PowerON検出回路、３９…Ｖ−Ｉ変換回路、４０…ON／OFF時間時比率コントロール回路、４１…時比率設定用コンデンサ、４２…パワーＭＯＳＦＥＴドライブ回路、４３…低電圧検出回路、４４…温度センサ回路、４５…温度設定抵抗、４６…基準電流設定抵抗、Ｒ１〜Ｒ１８…固定抵抗、Ｃ１〜Ｃ４…コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ９…ダイオード、Ｑ１〜Ｑ６…トランジスタ、ＺＤ１、ＺＤ２…ツェナーダイオード、Ｔ１、Ｔ２…サーミスタ、Ｖ１…バリスタ。
【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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【図１０】
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