軽量蛍光灯
【課題】吊り下げ灯具をもっと軽くし、しかも電気的力率を向上させる。
【解決手段】蛍光管の外側に点弧誘引電極を取り付け高電圧を加えると、重い安定器や昇圧変圧器を、軽い白熱灯などによって代替しても点灯可能となり、灯具の重量を３分の１程度に軽量化できると同時に、高電圧発生回路の蓄電器の効果により、その灯具は進み力率になる。誘引電極なしに自己点弧可能な短小蛍光管は、複数を電気的に直列にした蛍光管列とし、点弧誘発回路により、一本ずつ順次起動すれば、軽量、コンパクトで、高効率の明るい灯具となる。
【効果】照明灯具が全て進み力率になれば、動力の遅れ力率が中和されて、送電ロスを最少にすることも可能で、全国的には莫大な省エネ効果となる。併せて、受電端の電圧変動率も改善される。
【解決手段】蛍光管の外側に点弧誘引電極を取り付け高電圧を加えると、重い安定器や昇圧変圧器を、軽い白熱灯などによって代替しても点灯可能となり、灯具の重量を３分の１程度に軽量化できると同時に、高電圧発生回路の蓄電器の効果により、その灯具は進み力率になる。誘引電極なしに自己点弧可能な短小蛍光管は、複数を電気的に直列にした蛍光管列とし、点弧誘発回路により、一本ずつ順次起動すれば、軽量、コンパクトで、高効率の明るい灯具となる。
【効果】照明灯具が全て進み力率になれば、動力の遅れ力率が中和されて、送電ロスを最少にすることも可能で、全国的には莫大な省エネ効果となる。併せて、受電端の電圧変動率も改善される。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】
【０００１】
民生用照明灯
【背景技術】
【０００２】
蛍光管を点灯させるには基本的に次の３つのことが必要であった。
▲１▼必要な高電圧を短時間加え、初期放電（点弧）を誘発する。
▲２▼初期の突入電流を抑制し、早急に定常電流に安定するように、点灯回路に「入力制限手段」を設けておく。
▲３▼点灯後、所定の定常点灯電圧を維持する。
【０００３】
従来型蛍光灯に於いては、前項▲１▼▲２▼▲３▼を重量電磁部品である「安定器」や安定器兼用の「単巻昇圧変圧器」と、「点灯管」との組み合わせで行なっていたので、灯具の重量が重く、特に吊り下げ式灯具は３Ｋｇもあり、大地震に際し、激しい揺れに同調した時、落下、短絡、引火など大変危険であった。
【０００４】
わが国の電灯線電圧（１００Ｖ．）は、一般照明に多用される３２乃至４０ワット型の蛍光管を点灯させるには低すぎ、前記▲３▼定常点灯電圧を確保出来ないため、灯具内に「単巻昇圧変圧器」を設てきた。また、ＦＬ１０以下の短小蛍光管に対しては、過剰であるため安定器のコイルの巻数とオーム抵抗を増やして電圧を削減してきた。
【０００５】
一定の方法に依り、１００Ｖ．電灯線電圧に対応する従来型蛍光灯の、エネルギー効率と（力率）を測定した結果、２０ワット型（ＦＬ２０）が最高で８０％以上（０．８）、次いで、１５ワット、３０ワット型（以後ＦＬ１５，ＦＬ３０などと書く。）が７５％（０．７５）、ＦＬ１０以下，ＦＬ３２以上が低く約７０％（０．６，０．７）となった。即ち、供給電圧（電源電圧）に対し
なる。特に短小管は電圧を無益に削減してまで出力を抑えると言う矛盾があった。
【０００６】
蛍光管の定常放電電圧は主として電極間長によって決まる放電抵抗と、定常電流の積であるから、当然短小蛍光管程低く、例えば、従来型ＦＬ１０では平均４６Ｖ．しか無いため、供給電圧が１００Ｖ．であれば５４Ｖ．を「入力制限手段」で低減する必要があった。その５４Ｖ．分のエネルギーの内約１７Ｖ．分は「入力制限手段」即ち安定器内で消費され、残３７Ｖ．は誘導エネルギーとして貯えられる。この３７Ｖ．分は灯具の損失ではないが不可分の無効電流という形で１サイクル毎に流入流出を繰り返す。その結果、延々と発電所までの送電線の電流を増加させ送電ロスを拡大させ一刻も休むことが無い。送電線に負担を掛けるだけのこの電圧は有効利用すべきである。
【０００７】
「安定器」や「単巻変圧器」の電気的「力率」は、他の電気機器と略同じ遅相の０．７が一般的であり、実効電流（力率１の時の電流）の１．４倍もの電流が流
の時の約２倍になる。力率の悪化は、受電端の「電圧変動率」の悪化にも直結している。最近誘導加熱式の調理器が普及するに及んで、一般電灯線電力系の力率は悪化の傾向にあり、ラッシュ時には受電端の電圧が所定値を割りこむことも発生している。全照明灯の「力率」が１又は進相力率になれば、大幅に改善される。
【０００８】
ある電力会社の実績では、一般向け電灯線電力は常時５００万ＫＷ．と言われる。力率０．７で７２０万ＫＶＡ．となる。別の資料から、送電線ロスは数％と言われるから、時々刻々３５万ＫＶＡ．のロスが発生していることになる。上記に依れば、力率を０．３改善すれば、１７．５万ＫＶＡ．、０．１５の改善でも、８．８万ＫＶＡ．の節約で、全国的には恐らくこの約１０倍であり、原発１乃至２基分の発電量に相当すると思う。
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
▲１▼一般低圧電灯線（１００Ｖ．）で用いられる蛍光灯具を対象として、「安定器」や
▲２▼重い電磁部品を用いなくとも電源電圧だけで点弧する、「自己点弧性」を有する短小蛍光管は、複数を電気的に直列にし、一本ずつ順次全数点灯させる方法。
▲３▼「入力制限手段」として重い電磁部品の代りに、軽い白熱灯や交流蓄電器を用いることにより、灯具の重量を３分の１程度を目標に軽量化する。
▲４▼灯具の電気的「力率」を１．０乃至１．０を通り越して若干の進み力率にする。
【００１０】
課題▲１▼の、対象範囲には、従来「単巻昇圧変圧器」を用いて、電源電圧を１．５倍にして給電したＦＬ３２や、２倍にしたＦＬ４０も入る。しかし、後述の通り脈直流を適用し点灯出来るＦＬ３２は別とし、ＦＬ４０は、電磁部品を一切用いないで２００Ｖ．の定常点灯電圧を得ることは不可能であるから、除外する。元来ＦＬ４０以上は２００Ｖ．系でエネルギー効率（以下単に効率と言う。）良く点灯すべきである。
結論的に、電源電圧１００Ｖ．では、電磁部品を一切用いないで交流のまま点灯可能な蛍光管はＦＬ３０迄であり、脈直流にすると、ＦＬ３２迄が可能となる。
【００１１】
「入力制限手段」は主として白熱灯を用い、回路の力率は普通１．０となる。然し力率が１．０の場合、電圧変動に対する受容性に乏しく、点滅やチラツキを発生し易いので、本願では、なるべく若干の進み力率にすることを目標にした。
交流蓄電器は、これを主回路に用いると進み力率となるが、過剰になれば、蛍光管の輝度が低下する。（主回路では電磁コイルと共に用いた方が良い。）
点灯管に直列にして用いると、点弧中の過渡的突入電流が抑制される。
力率は上記理由に依り−０．８６（−は進み力率を示す。）が限界と思われる。
【００１２】
「点弧」を発生させるのに、何も直接的に高電圧を印加しなくとも、電源電圧を懸けたままの蛍光管に、間接的に高電圧の電界を作用させて、「点弧」を誘い出すことが出来るのではないかと考え、「倍電圧整流回路」として公知である電気回路によって得られた半波脈直流高電圧を、定常点灯電圧を懸けたＦＬ３０蛍光管の外側え巻き付けた銅線に加えて実験したところ、点弧が発生した。
【００１３】
ＦＬ１５，ＦＬ２０に於いては、電源側からいずれか１本の導線を分岐延長して蛍光管の外側に巻き付けるだけでも、有意の点弧誘引効果が認められた。
このように蛍光管の外側に導体を巻き付けて高電圧を加え、発生する電界によって絶縁体を介して点弧を誘うような電極を以後「点弧誘引電極」と呼ぶことにし、高電気抵抗などを経由して直接電圧を懸けて行なう「点弧誘発作用」と区別する。
【００１４】
「点呼誘引電極」には、極性が発生する。電源側で接地（アース）されている方と、高電圧発生回路即ち「倍電圧整流回路」などの電位の低い方を一致させるべきである。実用上は、蛍光灯の電源プラグを差し替えて見て、点灯性の良い方に固定的にして使用する。また、「点弧誘引電極」で発生する電界は、過渡的に変化している方が良く、静的電界では誘引効果が弱い。その為、誘引電極と灯具の
【００１５】
点弧用高電圧発生回路は、点灯回路から独立した併設回路とすることが出来るので、点灯回路は「入力制限手段」と蛍光管と点灯管から成る簡素なものである。
そして、定常放電電圧と「入力制限手段」の電圧降下分を合計した「定常点灯電圧」が確保されていれば点灯可能となる。
現行の電源電圧は、この「定常点灯電圧」を確保、維持するには、ＦＬ２０以下の蛍光管に対しては十分であるが、ＦＬ３０では余裕が無く、電圧低下に対応出来ないので、「点弧誘引電極」の装着は勿論、その効果を確実にする工夫をしておけば、点灯性も良くなり、通常の電圧降下には十分対応出来るようになる。
ＦＬ３２では約４０Ｖ．不足するので、解決手段として脈直流電圧を給電する。交流１００Ｖ．を全波整流した、脈直流電圧の波高値は１４１Ｖ．で周波数は２倍になり、加えて、「点弧誘引電極」用高電圧の一部をそのまま直接利用出来るからである。
【００１６】
課題▲２▼に対し、従来型ＦＬ１０の定常放電電圧は約４６Ｖ．で、定常電流は０．２Ａ．効率７０％力率０．６位いであった。いま、この安定器を取りはずし、「入力制限手段」として市販の１００Ｖ．４０Ｗ．の白熱電球を取り付けた実験では、定常放電電圧４０Ｖ．、定常電流０．２５Ａ．、白熱灯の電圧降下５８Ｖ．、必要な定常電圧は９８Ｖ．となり「０００２」の条件を満して、点灯した。効率６８％、力率１．０となった。
ＦＬ１０一本だけを点灯するには、特別な「点弧誘引電極」さえ不要であることが判明した。このような蛍光管を「自己点弧性を有する」と言うことにする。
【００１７】
今、ＦＬ１０を２本直列にすれば、従来の「入力制限手段」即ち安定器の電圧降下は１０Ｖ．以内でなければならない。しかし、「０００６」に依れば、ＦＬ１０の点灯維持の為には蛍光管一本で、１７Ｖ．必要であったから、従来の安定器による方法では、少なくとも、７Ｖ．不足となり、点灯不可能である。
白熱電球などの力率の良い方法では、放電電圧は４０Ｖ．（２本で８０Ｖ．）以下に下がるのて、「入力制限手段」の電圧降下は２０Ｖ．以上となり、点灯可能となる。
【００１８】
此の様に、ＦＬ１０以下の蛍光管は点弧し易いにも関わらず、従来例えばＦＬ１０ではインダクタンス１ヘンリー位で捲線抵抗６０Ω位の安定器１個を用いて点灯していたので、１０Ｗ．の出力（実際には９Ｗ．程）を得るのに銅損と、鉄損その他計４Ｗ．程の損失が出ていた。また、灯具の力率も悪くインダクタンス１ヘンリーとすれば、０．６３位になる。「直列にした複数の蛍光管を順次点灯させる方法」の事例として、２本直列にすれば、定常放電電圧は８０Ｖ．となるから「入力制限手段」の電圧降下は２０Ｖ．とすればよいことになり、０．２５Ａ．の定常電流を流す抵抗体は５Ｗ．８０Ωとなる。市販の電球なら、２４Ｖ．７Ｗ．の電球１個又は１２Ｖ．３．５Ｗ．の電球２個を直列にすればよい。（然しこれら市販の豆電球は熱容量に乏しく切れ易いので、電圧補正、フイラメントの温度補正を考慮して、１００Ｖ．６０Ｗ．のクリプトン球を用いた。）
この場合白熱灯の出力５Ｗ．は丸々損失ではないから仮に多めに４Ｗ．の損失としても、損失の割合は従前の半分になりエネルギー効率は８０％となる。これはＦＬ２０一本の効率に匹敵する。このように、複数の管を直列にすると、効率は大幅に向上し、出力は本数倍、力率は１．０、長さ方向寸法はＦＬ１０と同じとなる。
【００１９】
課題▲３▼に対し、従来の安定器ないし単巻昇圧変圧器は、単に「入力制限手段」に留まらず、コイル内に蓄積された誘導エネルギーを点灯管のスイッチング作用によって一気に放出し、過渡的高電圧を誘発する機能をも持っていた。本願では、この機能を間接的に行なう「点呼誘引電極」又は直接電圧を加えて行なう「点弧誘発作用」によって代行させているので、ここでは軽量で、入力制限のみを理想的なパターンに従って行なう部品を用いればよい。「入力制限の理想的パターン」とは、点灯性を良くする為に、起動直後はある程度の突入電流を許し、蛍光管のフイラメントが加熱されるに従って抵抗値が増えて、定常点灯電流まで、早急に減少するようなパターンである。このようなパターンは白熱灯、それも蛍光管のフイラメントと同程度の熱容量を有するものが良いと思われる。
【００２０】
「入力制限手段」としての交流用蓄電器は、入力に一定の制限をするだけで理想的パターンに従うことは出来ない。主回路に用いると灯具を進相力率にするが、余り容量性が過ぎると輝度低下を招く。蓄電器内滞留電荷が増え、蛍光管に十分にエネルギーを与えられない為と思われる。
これを点灯管に直列にして用いると、点弧中の突入電流を完全に制限するので、点灯に失敗し、半点灯状態のまま大電流が流れ、端子電圧が極端に低下し、立ち往生したまま点滅を繰り返すと言うことがなく、蛍光管のフィラメントが保護され、耐用時間が延びる。フィラメントの加熱時間、即点弧を経て点灯に至る時間は、この蓄電器の容量に反比例的である。容量を適正に選定し、必要にして十分な電流に制限すれば、極端な電圧低下を招くことが無いので、外部要因などで、たとえ３０秒間以上点滅していても蛍光管の損耗は少なく、やがて点灯に成功する。点灯完了すればこの点灯管回路に電流は流れないので、この場合この蓄電器は、灯具の力率には関係しない。 また、この場合の蓄電器は点灯管回路専用であり、点灯すれば切り離されるから、主回路の「入力制限手段亅である白熱灯は省略出来ない。
【００２１】
「図２」はＦＬ３０を上下２段に並列にした６０ワット型ペンダント灯の電気回路図である。このように並列に２セットを設ける場合、各セットは同じ回路構成で、同じ回路定数とするのが普通であるが、「００１１」でふれたように、力率１の回路は電源電圧の変動等の受容性に乏しく、特に並列回路では各回路に等分に電流を流すことは難しい。その上、放電管の特性として、電流が減った方の電圧が上がり、増えた方の電圧は下がるという現象があるため、電流が減り電圧の上がった方の点灯管が作動を始めることとなり、その結果、一旦点灯した蛍光管の一方が突如点滅を始め、止まらないと言う不具合が発生することがある。
この不具合の対策として、点灯完了を光や熱で検出し、即時、点灯管回路に設けたスイッチで点灯管回路を切り離す方法もある。しかし「図２（ａ）」の事例では、上段のセットのみ点灯管に直列に前項の、交流用蓄電器（Ｃ５；１５μＦ．）を挿入した。
又、「図３」（ａ）の事例では、上記蓄電器の代わりに小型軽量低抵抗のフエライトコアインダクター（Ｌ；５０μＨ．）を挿入した。
これら蓄電器やインダクターは並列にした上下の蛍光管の点弧に至るタイミングを少しだけずらすことに依ってこの不具合、即ち相互干渉を回避したものである。
【作用】
【００２２】
「図２」の事例で、点灯操作をすれば、先ず下段用の白熱灯が１、２回点滅した後、「点弧誘引電極」の助けを借りて下段の蛍光管が即点灯し、遅れて上段用の白熱灯がゆっくりと点灯を始め次第に明るさを増し定常の明るさに近付いた時点で、上段の蛍光管も（約５秒遅れで）点灯する。１サイクル毎次第に勢力を増し、最後に「すぅー」と点灯し、遅く即時点灯性はないが確実性がある。利点は蛍光管の寿命を延ばすので取り替えが面倒な上段用に好適である。
「図３」の事例では、上下段共相前後して点灯するが、どちらかと言えば上段のインダクターを挿入した方が即時点灯性に優れている。即時点灯性の評価基準は点灯に至る時間（秒）とし、１，２を「優」、３，４を「良」、５以上を「可」とする。
【００２３】
「入力制限手段」としての、白熱灯の温度が整定した後、その蛍光灯を消灯し、すぐに再点灯を試みても、白熱灯の温度がある程度降下するまでは点灯出来ない。
冷却に要する時間は２乃至５分間である。再点灯性の評価基準も時間（分）とし、同様に、１，２を「優」、３，４を「良」、５以上を「可」とする。
【００２４】
「図７」（ａ）は既述のＦＬ１０ ２本を用いた、「直列にした複数の蛍光管を順次点灯させる方法」の実施例の電気回路図である。図中の蓄電器（Ｃ６）と高抵抗（Ｒ）を直列にして電源側から引かれている回路が「点弧誘発バイパス回路」である。
もしこのバイパス回路が無ければ、「順次起動」は出来ないから２本同時に、即ちＦＬ２０として、点弧するに必要な電圧は、１２０Ｖ．位になり、電源電圧（１００Ｖ．）だけでは不可能である。 このバイパス回路を設けることにより、先ず蛍光管ＦＬ１０−２に電圧が懸るので、自己点弧性により点弧し、点弧すればその蛍光管は短絡状態であるから、残る蛍光管ＦＬ１０−１にも電圧が懸り点弧が誘発され、そのまま点灯する。続いてＦＬ１０−２が点灯する。
「図７」（ｂ）はＦＬ１０を３本用いて電源電圧１２０Ｖ．に対応したものである。
ＦＬ１０を５本にすれば、電源電圧２００Ｖ．に対応する面光源風の灯具が出来る。
【００２５】
「図４」は、「脈直流」を用いたＦＬ３２蛍光灯点灯回路用の結線図である。
電源側で２系統に分かれ、１つはブリッジダイオード（Ｄ４）によって「脈直流」に変換された後、「入力制限手段」であるクリプトン球を経て蛍光管に至る主点灯回路であり、もう１つは３倍電圧整流回路▲１０▼を経て「点弧誘引電極」▲９▼に至る回路である。３倍電圧整流回路よりブリッジダイオードの＋端子側へフューズ（Ｆ）を介して結ばれた回路は、点灯前の点弧動作中は一端をブリッジダイオードに阻止されもう一端は蛍光管の＋電極に半波の３倍電圧を加え、直接「点弧誘発作用」を行なう。点灯後は定常点灯電圧を微弱ながら補ない、同時に「点弧誘引電極」を無効にする。
前項の方式に用いる蛍光管の両端の電極は通電加熱式フィラメントである必要はないので、各フィラメントの端子間を短絡しておくと即時点灯性が微妙に向上し、フィラメント内に於ける電圧降下が２分の１になるので、エネルギー効率も向上する。
【００２６】
白熱灯のフィラメントは冷態時に於いては、白熱状態に於ける抵抗値の１０分の１位の抵抗値しか示さず、しかも白熱するまでに電源周波数の数サイクルを要するので、その間に点弧に必要な十分な電気エネルギーを供給することが出来、点弧し点灯完了時点では、既に白熱しているので、今度は保安抵抗としての役割を果たすと共に、一部（本願では２分の１とした。）は、光エネルギーとなって目的的に利用される。
【００２７】
「点弧誘引電極」の電界は過渡的に変化している方が効果があるので、倍電圧回路の高電圧を加え、更にこれを灯具の筐体などに極少容量の蓄電器で接地して微小電流を流すことは前述の通りであるが、灯具の筐体などはそれ自身が接地されてはいないので、極微少電流といえどもいずれ満杯になり、「点弧誘引電極」の効果が阻害されてくる。一般に満杯になった筐体の電荷は、消灯中に自然に消滅するのであるが、極少容量といえども蓄電器中には残存電荷が有り、次の点灯時に点弧しない場合があるので、蓄電器の容量リアクタンスの１０倍以上の高抵抗で蓄電器バイパス抵抗（Ｒ４）を設けて置く。「誘引電極の効果を確実にする。」為である。
【００２８】
倍電圧整流回路▲１０▼から前項の接地コンデンサー（Ｃ４）、同バイパス抵抗（Ｒ４）に至る迄の「点弧誘引電極システム」は、「００２５」記載の、一部を分岐して直接「点弧誘発作用」を行なわせる場合を除き、電力を消費しない。従ってこのシステムが灯具のエネルギー効率を左右することはない。「００２５」の場合も消費電力は僅少である。
第１段の蓄電器（Ｃ１）の充放電電流は無効電流として灯具を若干の進み力率とする。 第１段の蓄電器（Ｃ１）は交流用フイルムコンデンサーなどでなくてはならないが、第２，３段（Ｃ２，Ｃ３）及び接地コンデンサー（Ｃ４）は電解コンデンサーを用いることが出来る。
【００２９】
ＦＬ１０は、自己点弧性有り「点弧誘引電極」は不要。ＦＬ１５は、システムとしては不要であるが、「点弧誘引電極」を設け、電源側へ結線しておくだけでもよいが、点弧中のエネルギーを救済し、点灯を確実にするため、１ｍＨ．位のインダクターを主回路に挿入する。ＦＬ２０は、それに２倍電圧を懸けておくと更に確実になる。ＦＬ３０以上は「点弧誘引電極システム」として３倍電圧のものを装備した方がよい。
【００３０】
「点弧誘引電極」の取付位置は管端から略１５ｃｍ又は４５ｃｍ、原則管央とした。
【実施例】
【００３１】
並列２連「ハイブリット方式」ペンダント灯：「図１」、「図２」、「図３」参照。
仕様：蛍光管（ＦＣＬ３０ＥＸ−Ｄ）×２ ：点灯管（ＦＧ−１Ｅ）×２
入力制限手段：１００Ｖ．９５Ｗ．クリプトン球各１計２、１５μＦフィルムコンデンサー×１
（又は、５０μＨ．インダクター×１）
点弧誘引電極システム：−
点弧誘引電極；銅線巻付式各１計２
高電圧発生回路；半波３倍電圧整流回路（初段交流蓄電器３．３μＦ）×１
接地コンデンサー；０．１μＦ、同バイパス抵抗；９２０ＫΩ、接地抵抗；２ＭΩ
補助照明灯；２Ｃナツメ球×１
性能：入力； １００Ｖ．６０Ｈｚ．０．９５Ａ．（９５Ｖ．Ａ．）
出力；蛍光管出力；（上）２７Ｗ．＋（下）２６Ｗ．＝計５３．０Ｗ．
電球出力 ；１０Ｗ．＋８．５Ｗ．＝計１８．５Ｗ．出力計＝７１．５Ｗ．
損失；蛍光管フィラメント；０．８Ｗ．＋０．７Ｗ．＝計＝１．５Ｗ．
電球損失 ；１０Ｗ．＋９．０Ｗ．＝計１９．０Ｗ．損失計＝２０．５Ｗ．
有効電力；９２Ｗ．： 無効電力；√（９５２−９２２）＝２４Ｖ．Ａ．（３．３μＦ蓄電器他）
力率；（有効電力）÷（入力）＝９２／９５＝−０．９７（進み）
効率；（出力）÷（有効電力）＝７１．５／９２＝０．７８（７８％）
重量：８００ｇｒ（傘なし重量） １ｍ 照度：２５０（露出計）
特徴：軽い、即時点灯性；良と優、再点灯性；可と可（いずれも上段良、下段可）、再点灯性を重視する用途には、「図２」と「図３」の上段の回路を組み合わせ、並列２連とすれば、再点灯性は「良」となる。
【００３２】
「脈直流方式」３２型ペンダント灯：「図４」参照
仕様：蛍光管（ＦＣＬ３２ＥＸ−Ｄ）×１ ：点灯管 なし
脈直流発生回路；ブリッジダイオード（ＲＳ２０５Ｌ，６００Ｖ．１．８Ａ．）×１、
入力制限手段；１００Ｖ．９５Ｗ．クリプトン白熱球×１
点弧誘引電極システム：−
高電圧発生回路；半波３倍電圧整流回路（初段交流蓄電器容量１５μＦ）
×１ ： 点弧誘引電極；銅線巻付式×１ ： 接地コンデンサー；０．１μＦ，４００Ｖ．
×１ ： 同バイパス抵抗；９２０ＫΩ
蛍光管電極の極性交換スイッチ；２極４接点式×１
性能：入力；１００Ｖ．６０Ｈｚ０．４８Ａ．（４８Ｖ．Ａ．）
出力；蛍光管出力；２９．０Ｗ．
白熱灯出力；３．６Ｗ．出力計；３２．６Ｗ．
損失；ＡＣ／ＤＣ変換損失；１．７Ｗ．
白熱灯損失；３．７Ｗ．損失計；５．４Ｗ．
有効電力；３８Ｗ．：無効電力；√（４８２−３８２）＝２９．３Ｖ．Ａ．（初段蓄電器）
力率；３８／４８＝−０．７９（脈直流給電方式の時にはこの程度でも問題ない。）
効率；３２．６／３８＝０．８６（８６％）
重量：９５０ｇｒ（完成重量） １ｍ照度：２００
特徴：軽い、明るい（３３％アップ）、高効率、即時点灯性；優（但し極性条件あり。）
【００３３】
「ハイブリッド方式」卓上蛍光灯スタンド：「図５」参照。
仕様：蛍光管（ＦＬ１０ＥＸ−Ｄ）×１：点灯管（ＦＧ−１Ｅ）×１
入力制限手段；クリプトン白熱球（１００Ｖ．６０Ｗ．）×１
点弧誘発手段；なし（自己点弧性による。）
性能：入力；１００Ｖ．６０Ｈｚ．０．３４Ａ．（３４Ｖ．Ａ．）
出力；１３．１Ｗ．（蛍光管）＋９．９Ｗ．（白熱灯）＝２３．０Ｗ．
損失；１．１Ｗ．（ 〃 ）＋９．９Ｗ．（ 〃 ）＝１１．０Ｗ．
力率；１．０、 効率；０．６８（６８％）
重量：４５０ｇｒ（灯具）＋３５０ｇｒ（スタンド支柱）＝８００ｇｒ ５０ｃｍ照度：３５０
特徴：超軽量につきスタンド高く基部薄く、卓上を広く使える。６０Ｗ．の白熱球を用いた時の照度は、２７Ｗ．型インバーター蛍光灯スタンドに遜色無い。「図」（ｂ）の様に移動灯にもなる。（Ｃ）の様に回路簡潔、即時点灯性再点灯性共に優。
【００３４】
「ハイブリッド方式」壁掛け灯：「図６」参照。
仕様：蛍光管（ＦＬ１５ＥＸ−Ｄ）×１：点灯管（ＦＧ−１Ｅ）×１
入力制限手段；（１１０Ｖ．６８Ｗ．クリプトン球×１）＋（１ ｍＨ．フェライトインダクター×１）
点弧誘因手段；銅線巻付式電極×１（電源側端子の一方に接続するだけ。）
性能：入力；１００Ｖ．６０Ｈｚ．０．３９Ａ．（３９Ｖ．Ａ．）
出力；１８．７Ｗ．（蛍光管）＋９．６Ｗ．（白熱球）＝２８．３Ｗ．
損失；１．２Ｗ．（ 〃 ）＋９．５Ｗ．（ 〃 ）＝１０．７Ｗ．
力率；１．０ 効率；０．７３４（７３％）
重量：８５０ｇｒ（本体）＋２５０ｇｒ（傘）＝１．１Ｋｇ １ｍ照度：１２０
特徴：洗面所などに良く、白熱灯は周囲を照らしてアクセントになる。即時点灯性良、再点灯性良。
【００３５】
直列２連「順次起動方式」ペンダント灯：「図７」（ａ）参照。
仕様：蛍光管（ＦＬ１０ＥＸ−Ｄ）２、点灯管（ＦＧ−１Ｅ）２
入力制限手段；１００Ｖ．６８Ｗ．クリプトン球１
点弧誘発手段；０．６８μＦフイルムコンデンサーによる「点弧誘発バイパス回路」
性能：入力；１００Ｖ．６０Ｈｚ．０．２２５Ａ．（２２．５Ｖ．Ａ．）
出力；蛍光管出力；（＃１）８．６Ｗ．＋（＃２）８．３Ｗ．＝１６．９Ｗ．
電球出力 ； ２．１Ｗ．出力計＝１９Ｗ．
損失；蛍光管フィラメント；０．４Ｗ．＋０．４Ｗ．＝０．８Ｗ．
電球損失 ； ２．２Ｗ．損失計＝３Ｗ．
有効電力計＝２２Ｗ．
力率；（有効電力）÷（入力）＝−０．９８（進み）
効率；（出力）÷（有効電力）＝０．８５（８５％）
重量：８００ｇｒ（完成重量） １ｍ照度：１１０
特徴：構造簡単、軽い（もっと軽く出来る）、即時点灯性；可、再点灯性；良
【００３６】
直列３連「順次起動方式」ペンダント灯：「図７」（ｂ）参照。
仕様：蛍光管（ＦＬ１０Ｎ）×３、点灯管（ＦＧ−１Ｅ）×３ ：入力電圧範囲；１１８〜１２２Ｖ．
入力制限手段；１５μＦ蓄電器×１、（１２Ｖ．５Ｗ．豆電球＋１３Ω２Ｗ．抵抗）×１
点弧誘発手段；（１．５ＫΩ＋０．６８μＦ蓄電器）による回路×１と、（１１０μＨフェライトインダクター＋２．７ｋΩ抵抗）×１の２系統の「点弧誘発バイパス回路」
性能：１次入力；１００Ｖ．６０Ｈｚ．０．３５Ａ．（３５Ｖ．Ａ．）
２次入力；１１８Ｖ．６０Ｈｚ．０．２８Ａ．（３３Ｖ．Ａ．）
出力；２８Ｗ．（３蛍光管の合計）＋１．５Ｗ．（電球の出力）＝２９．５Ｗ．
損失；１．５Ｗ．（３蛍光管のフィラメントの抵抗損失の計）＋１．５Ｗ．（電球の損失）＋１Ｗ．（抵抗の損失）＋０．５Ｗ（単巻昇圧変圧器の励磁損失他）＝４．５Ｗ．
有効電力；３４Ｗ．無効電力＝√（３５２−３４２）＝８．５Ｖ．Ａ．
力率（Ｃｏｓφ）；３５Ｖ．Ａ．×Ｃｏｓφ＝３４Ｗ．∴Ｃｏｓφ＝０．９７（遅れ）
効率；１次側から見た効率＝２９．５／３４＝０．８７（８７％）
重量：９００ｇｒ（完成重量） １ｍ照度：１８０
特徴：この事例は電源電圧が１２０Ｖ．であれば、３本の「直列横並蛍光管列」の「順次起動方式」の点灯が可能であることを検証したものである。
構造簡単、軽い、主たる入力制限手段に交流用蓄電器を用い別置きの単巻昇圧変圧器と弱い直列共振関係を持たせたため、力率、効率共に高い。即時点灯性；可、再点灯性；良、電圧の低下には弱く、即消灯するが、電圧が回復すればすぐ再点灯する。１２Ｖ．の豆電球は、直列共振の減衰抵抗として、１３Ωの抵抗と共に機能し、同時に天井を仄かに照らす。
【発明の効果】
【００３７】
震災後の復興住宅では、ペンダント灯の採用を止めたケースが多いと聞くが、天井灯に比べ、光の利用効率の良いペンダント灯は、軽量化して残すべきである。灯具の重量が３分の１になったと言うことは、以前３灯に１灯が損壊した超大地震でない限り、今度は大丈夫と言ってよく、地震頻発の昨今早急な普及が望まれる。
【００３８】
劇的に軽量化され、しかも性能面では従来型蛍光灯を凌ぐ程の効果を持つこの「誘因電極方式」は「照明灯革命」をもたらすかも知れない。この方式の普及は、消費者に何等の負担を強いることなく、用いられる交流用蓄電器による照明灯電力の「進み力率」が、動力の「遅れ力率」を中和して、送電系全体の「力率」を改善する。このことによる省エネ効果、地球温暖化防止効果は、前述の通り、非常に大なるものがあると考える。また付随効果である受電端に於ける「電圧変動率」の改善は、これからの電化電子化社会にとって欠くことが出来ないと思われる。
【００３９】
省資源の面でも貢献する。重要資源である鉄と銅を使わないのが良い。また、この方式に用いる部品や、製造設備、送配電系は、総て既存のものでよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ＦＬ３０蛍光管を上下２段にした６０ワット型蛍光灯の一部取外中の外観図である。
【図４】 ＦＬ３２蛍光管を用いる「脈直流給電方式」の蛍光灯の電気回路図である。
【図５】 ＦＬ１０蛍光管を用いた卓上蛍光灯スタンドの外観図とその電気回路図である。
【図６】 ＦＬ１５蛍光管を用いた壁掛け灯の外観図とその電気回路図である。
【図７】 「ＦＬ１０複数直列横並蛍光管列」の「順次起動方式」の電気回路図である。
【符号の説明】
１ 蛍光管
２ 白熱電球（クリプトン球など）
３ 点灯管
４ スイッチ（スナップスイッチ又はロータリースイッチ）
５ プラグ（差し込み式、又は引き掛け式）
６ 補助灯（ナツメ球など）
７ 単巻昇圧変圧器
９ 点弧誘引電極
１０ 倍電圧発生回路又はその基盤
１１ 極性交換スイッチ
１２ 特殊差し込みソケット（蛍光管接続用）
１３ 天板兼反射板
１４ 小ケース（コンデンサーＣ４，同バイパス抵抗Ｒ４収納）
１５ 吊り下げコード
１６ 被覆電線（２芯又は４芯）
１７ リード線（単芯）
１８ バネ挾式接続部品（ジャック）
１９ ゴム環（ブッシング）
２０ 傘（シェード）
２１ 蛍光管保持金物セット（ビス、ナットを含む）
２２ ソケット
２３ スイッチ操作用紐及び玉
２５ 部品収納兼防塵ケース（筐体）
Ｃ１，Ｃ５ 交流用蓄電器（１５〜２０μＦ２５０ＷＶ．程度）
Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ６ 蓄電器（Ｃ４は極小容量高耐圧、Ｃ６は小容量のもの）
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３ ダイオード
Ｄ４ ブリッジダイオード（倍電圧回路の高電圧に耐えるもの）
Ｒ１ 抵抗（主回路に用いる比較的高出力低抵抗値のもの）
Ｒ，Ｒ４ 抵抗（低出力高抵抗値のもの）
Ｌ インダクター（強電用、軽量フェライトコア、小容量、低抵抗のもの）
Ｅ 接地
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】
【０００１】
民生用照明灯
【背景技術】
【０００２】
蛍光管を点灯させるには基本的に次の３つのことが必要であった。
▲１▼必要な高電圧を短時間加え、初期放電（点弧）を誘発する。
▲２▼初期の突入電流を抑制し、早急に定常電流に安定するように、点灯回路に「入力制限手段」を設けておく。
▲３▼点灯後、所定の定常点灯電圧を維持する。
【０００３】
従来型蛍光灯に於いては、前項▲１▼▲２▼▲３▼を重量電磁部品である「安定器」や安定器兼用の「単巻昇圧変圧器」と、「点灯管」との組み合わせで行なっていたので、灯具の重量が重く、特に吊り下げ式灯具は３Ｋｇもあり、大地震に際し、激しい揺れに同調した時、落下、短絡、引火など大変危険であった。
【０００４】
わが国の電灯線電圧（１００Ｖ．）は、一般照明に多用される３２乃至４０ワット型の蛍光管を点灯させるには低すぎ、前記▲３▼定常点灯電圧を確保出来ないため、灯具内に「単巻昇圧変圧器」を設てきた。また、ＦＬ１０以下の短小蛍光管に対しては、過剰であるため安定器のコイルの巻数とオーム抵抗を増やして電圧を削減してきた。
【０００５】
一定の方法に依り、１００Ｖ．電灯線電圧に対応する従来型蛍光灯の、エネルギー効率と（力率）を測定した結果、２０ワット型（ＦＬ２０）が最高で８０％以上（０．８）、次いで、１５ワット、３０ワット型（以後ＦＬ１５，ＦＬ３０などと書く。）が７５％（０．７５）、ＦＬ１０以下，ＦＬ３２以上が低く約７０％（０．６，０．７）となった。即ち、供給電圧（電源電圧）に対し
なる。特に短小管は電圧を無益に削減してまで出力を抑えると言う矛盾があった。
【０００６】
蛍光管の定常放電電圧は主として電極間長によって決まる放電抵抗と、定常電流の積であるから、当然短小蛍光管程低く、例えば、従来型ＦＬ１０では平均４６Ｖ．しか無いため、供給電圧が１００Ｖ．であれば５４Ｖ．を「入力制限手段」で低減する必要があった。その５４Ｖ．分のエネルギーの内約１７Ｖ．分は「入力制限手段」即ち安定器内で消費され、残３７Ｖ．は誘導エネルギーとして貯えられる。この３７Ｖ．分は灯具の損失ではないが不可分の無効電流という形で１サイクル毎に流入流出を繰り返す。その結果、延々と発電所までの送電線の電流を増加させ送電ロスを拡大させ一刻も休むことが無い。送電線に負担を掛けるだけのこの電圧は有効利用すべきである。
【０００７】
「安定器」や「単巻変圧器」の電気的「力率」は、他の電気機器と略同じ遅相の０．７が一般的であり、実効電流（力率１の時の電流）の１．４倍もの電流が流
の時の約２倍になる。力率の悪化は、受電端の「電圧変動率」の悪化にも直結している。最近誘導加熱式の調理器が普及するに及んで、一般電灯線電力系の力率は悪化の傾向にあり、ラッシュ時には受電端の電圧が所定値を割りこむことも発生している。全照明灯の「力率」が１又は進相力率になれば、大幅に改善される。
【０００８】
ある電力会社の実績では、一般向け電灯線電力は常時５００万ＫＷ．と言われる。力率０．７で７２０万ＫＶＡ．となる。別の資料から、送電線ロスは数％と言われるから、時々刻々３５万ＫＶＡ．のロスが発生していることになる。上記に依れば、力率を０．３改善すれば、１７．５万ＫＶＡ．、０．１５の改善でも、８．８万ＫＶＡ．の節約で、全国的には恐らくこの約１０倍であり、原発１乃至２基分の発電量に相当すると思う。
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
▲１▼一般低圧電灯線（１００Ｖ．）で用いられる蛍光灯具を対象として、「安定器」や
▲２▼重い電磁部品を用いなくとも電源電圧だけで点弧する、「自己点弧性」を有する短小蛍光管は、複数を電気的に直列にし、一本ずつ順次全数点灯させる方法。
▲３▼「入力制限手段」として重い電磁部品の代りに、軽い白熱灯や交流蓄電器を用いることにより、灯具の重量を３分の１程度を目標に軽量化する。
▲４▼灯具の電気的「力率」を１．０乃至１．０を通り越して若干の進み力率にする。
【００１０】
課題▲１▼の、対象範囲には、従来「単巻昇圧変圧器」を用いて、電源電圧を１．５倍にして給電したＦＬ３２や、２倍にしたＦＬ４０も入る。しかし、後述の通り脈直流を適用し点灯出来るＦＬ３２は別とし、ＦＬ４０は、電磁部品を一切用いないで２００Ｖ．の定常点灯電圧を得ることは不可能であるから、除外する。元来ＦＬ４０以上は２００Ｖ．系でエネルギー効率（以下単に効率と言う。）良く点灯すべきである。
結論的に、電源電圧１００Ｖ．では、電磁部品を一切用いないで交流のまま点灯可能な蛍光管はＦＬ３０迄であり、脈直流にすると、ＦＬ３２迄が可能となる。
【００１１】
「入力制限手段」は主として白熱灯を用い、回路の力率は普通１．０となる。然し力率が１．０の場合、電圧変動に対する受容性に乏しく、点滅やチラツキを発生し易いので、本願では、なるべく若干の進み力率にすることを目標にした。
交流蓄電器は、これを主回路に用いると進み力率となるが、過剰になれば、蛍光管の輝度が低下する。（主回路では電磁コイルと共に用いた方が良い。）
点灯管に直列にして用いると、点弧中の過渡的突入電流が抑制される。
力率は上記理由に依り−０．８６（−は進み力率を示す。）が限界と思われる。
【００１２】
「点弧」を発生させるのに、何も直接的に高電圧を印加しなくとも、電源電圧を懸けたままの蛍光管に、間接的に高電圧の電界を作用させて、「点弧」を誘い出すことが出来るのではないかと考え、「倍電圧整流回路」として公知である電気回路によって得られた半波脈直流高電圧を、定常点灯電圧を懸けたＦＬ３０蛍光管の外側え巻き付けた銅線に加えて実験したところ、点弧が発生した。
【００１３】
ＦＬ１５，ＦＬ２０に於いては、電源側からいずれか１本の導線を分岐延長して蛍光管の外側に巻き付けるだけでも、有意の点弧誘引効果が認められた。
このように蛍光管の外側に導体を巻き付けて高電圧を加え、発生する電界によって絶縁体を介して点弧を誘うような電極を以後「点弧誘引電極」と呼ぶことにし、高電気抵抗などを経由して直接電圧を懸けて行なう「点弧誘発作用」と区別する。
【００１４】
「点呼誘引電極」には、極性が発生する。電源側で接地（アース）されている方と、高電圧発生回路即ち「倍電圧整流回路」などの電位の低い方を一致させるべきである。実用上は、蛍光灯の電源プラグを差し替えて見て、点灯性の良い方に固定的にして使用する。また、「点弧誘引電極」で発生する電界は、過渡的に変化している方が良く、静的電界では誘引効果が弱い。その為、誘引電極と灯具の
【００１５】
点弧用高電圧発生回路は、点灯回路から独立した併設回路とすることが出来るので、点灯回路は「入力制限手段」と蛍光管と点灯管から成る簡素なものである。
そして、定常放電電圧と「入力制限手段」の電圧降下分を合計した「定常点灯電圧」が確保されていれば点灯可能となる。
現行の電源電圧は、この「定常点灯電圧」を確保、維持するには、ＦＬ２０以下の蛍光管に対しては十分であるが、ＦＬ３０では余裕が無く、電圧低下に対応出来ないので、「点弧誘引電極」の装着は勿論、その効果を確実にする工夫をしておけば、点灯性も良くなり、通常の電圧降下には十分対応出来るようになる。
ＦＬ３２では約４０Ｖ．不足するので、解決手段として脈直流電圧を給電する。交流１００Ｖ．を全波整流した、脈直流電圧の波高値は１４１Ｖ．で周波数は２倍になり、加えて、「点弧誘引電極」用高電圧の一部をそのまま直接利用出来るからである。
【００１６】
課題▲２▼に対し、従来型ＦＬ１０の定常放電電圧は約４６Ｖ．で、定常電流は０．２Ａ．効率７０％力率０．６位いであった。いま、この安定器を取りはずし、「入力制限手段」として市販の１００Ｖ．４０Ｗ．の白熱電球を取り付けた実験では、定常放電電圧４０Ｖ．、定常電流０．２５Ａ．、白熱灯の電圧降下５８Ｖ．、必要な定常電圧は９８Ｖ．となり「０００２」の条件を満して、点灯した。効率６８％、力率１．０となった。
ＦＬ１０一本だけを点灯するには、特別な「点弧誘引電極」さえ不要であることが判明した。このような蛍光管を「自己点弧性を有する」と言うことにする。
【００１７】
今、ＦＬ１０を２本直列にすれば、従来の「入力制限手段」即ち安定器の電圧降下は１０Ｖ．以内でなければならない。しかし、「０００６」に依れば、ＦＬ１０の点灯維持の為には蛍光管一本で、１７Ｖ．必要であったから、従来の安定器による方法では、少なくとも、７Ｖ．不足となり、点灯不可能である。
白熱電球などの力率の良い方法では、放電電圧は４０Ｖ．（２本で８０Ｖ．）以下に下がるのて、「入力制限手段」の電圧降下は２０Ｖ．以上となり、点灯可能となる。
【００１８】
此の様に、ＦＬ１０以下の蛍光管は点弧し易いにも関わらず、従来例えばＦＬ１０ではインダクタンス１ヘンリー位で捲線抵抗６０Ω位の安定器１個を用いて点灯していたので、１０Ｗ．の出力（実際には９Ｗ．程）を得るのに銅損と、鉄損その他計４Ｗ．程の損失が出ていた。また、灯具の力率も悪くインダクタンス１ヘンリーとすれば、０．６３位になる。「直列にした複数の蛍光管を順次点灯させる方法」の事例として、２本直列にすれば、定常放電電圧は８０Ｖ．となるから「入力制限手段」の電圧降下は２０Ｖ．とすればよいことになり、０．２５Ａ．の定常電流を流す抵抗体は５Ｗ．８０Ωとなる。市販の電球なら、２４Ｖ．７Ｗ．の電球１個又は１２Ｖ．３．５Ｗ．の電球２個を直列にすればよい。（然しこれら市販の豆電球は熱容量に乏しく切れ易いので、電圧補正、フイラメントの温度補正を考慮して、１００Ｖ．６０Ｗ．のクリプトン球を用いた。）
この場合白熱灯の出力５Ｗ．は丸々損失ではないから仮に多めに４Ｗ．の損失としても、損失の割合は従前の半分になりエネルギー効率は８０％となる。これはＦＬ２０一本の効率に匹敵する。このように、複数の管を直列にすると、効率は大幅に向上し、出力は本数倍、力率は１．０、長さ方向寸法はＦＬ１０と同じとなる。
【００１９】
課題▲３▼に対し、従来の安定器ないし単巻昇圧変圧器は、単に「入力制限手段」に留まらず、コイル内に蓄積された誘導エネルギーを点灯管のスイッチング作用によって一気に放出し、過渡的高電圧を誘発する機能をも持っていた。本願では、この機能を間接的に行なう「点呼誘引電極」又は直接電圧を加えて行なう「点弧誘発作用」によって代行させているので、ここでは軽量で、入力制限のみを理想的なパターンに従って行なう部品を用いればよい。「入力制限の理想的パターン」とは、点灯性を良くする為に、起動直後はある程度の突入電流を許し、蛍光管のフイラメントが加熱されるに従って抵抗値が増えて、定常点灯電流まで、早急に減少するようなパターンである。このようなパターンは白熱灯、それも蛍光管のフイラメントと同程度の熱容量を有するものが良いと思われる。
【００２０】
「入力制限手段」としての交流用蓄電器は、入力に一定の制限をするだけで理想的パターンに従うことは出来ない。主回路に用いると灯具を進相力率にするが、余り容量性が過ぎると輝度低下を招く。蓄電器内滞留電荷が増え、蛍光管に十分にエネルギーを与えられない為と思われる。
これを点灯管に直列にして用いると、点弧中の突入電流を完全に制限するので、点灯に失敗し、半点灯状態のまま大電流が流れ、端子電圧が極端に低下し、立ち往生したまま点滅を繰り返すと言うことがなく、蛍光管のフィラメントが保護され、耐用時間が延びる。フィラメントの加熱時間、即点弧を経て点灯に至る時間は、この蓄電器の容量に反比例的である。容量を適正に選定し、必要にして十分な電流に制限すれば、極端な電圧低下を招くことが無いので、外部要因などで、たとえ３０秒間以上点滅していても蛍光管の損耗は少なく、やがて点灯に成功する。点灯完了すればこの点灯管回路に電流は流れないので、この場合この蓄電器は、灯具の力率には関係しない。 また、この場合の蓄電器は点灯管回路専用であり、点灯すれば切り離されるから、主回路の「入力制限手段亅である白熱灯は省略出来ない。
【００２１】
「図２」はＦＬ３０を上下２段に並列にした６０ワット型ペンダント灯の電気回路図である。このように並列に２セットを設ける場合、各セットは同じ回路構成で、同じ回路定数とするのが普通であるが、「００１１」でふれたように、力率１の回路は電源電圧の変動等の受容性に乏しく、特に並列回路では各回路に等分に電流を流すことは難しい。その上、放電管の特性として、電流が減った方の電圧が上がり、増えた方の電圧は下がるという現象があるため、電流が減り電圧の上がった方の点灯管が作動を始めることとなり、その結果、一旦点灯した蛍光管の一方が突如点滅を始め、止まらないと言う不具合が発生することがある。
この不具合の対策として、点灯完了を光や熱で検出し、即時、点灯管回路に設けたスイッチで点灯管回路を切り離す方法もある。しかし「図２（ａ）」の事例では、上段のセットのみ点灯管に直列に前項の、交流用蓄電器（Ｃ５；１５μＦ．）を挿入した。
又、「図３」（ａ）の事例では、上記蓄電器の代わりに小型軽量低抵抗のフエライトコアインダクター（Ｌ；５０μＨ．）を挿入した。
これら蓄電器やインダクターは並列にした上下の蛍光管の点弧に至るタイミングを少しだけずらすことに依ってこの不具合、即ち相互干渉を回避したものである。
【作用】
【００２２】
「図２」の事例で、点灯操作をすれば、先ず下段用の白熱灯が１、２回点滅した後、「点弧誘引電極」の助けを借りて下段の蛍光管が即点灯し、遅れて上段用の白熱灯がゆっくりと点灯を始め次第に明るさを増し定常の明るさに近付いた時点で、上段の蛍光管も（約５秒遅れで）点灯する。１サイクル毎次第に勢力を増し、最後に「すぅー」と点灯し、遅く即時点灯性はないが確実性がある。利点は蛍光管の寿命を延ばすので取り替えが面倒な上段用に好適である。
「図３」の事例では、上下段共相前後して点灯するが、どちらかと言えば上段のインダクターを挿入した方が即時点灯性に優れている。即時点灯性の評価基準は点灯に至る時間（秒）とし、１，２を「優」、３，４を「良」、５以上を「可」とする。
【００２３】
「入力制限手段」としての、白熱灯の温度が整定した後、その蛍光灯を消灯し、すぐに再点灯を試みても、白熱灯の温度がある程度降下するまでは点灯出来ない。
冷却に要する時間は２乃至５分間である。再点灯性の評価基準も時間（分）とし、同様に、１，２を「優」、３，４を「良」、５以上を「可」とする。
【００２４】
「図７」（ａ）は既述のＦＬ１０ ２本を用いた、「直列にした複数の蛍光管を順次点灯させる方法」の実施例の電気回路図である。図中の蓄電器（Ｃ６）と高抵抗（Ｒ）を直列にして電源側から引かれている回路が「点弧誘発バイパス回路」である。
もしこのバイパス回路が無ければ、「順次起動」は出来ないから２本同時に、即ちＦＬ２０として、点弧するに必要な電圧は、１２０Ｖ．位になり、電源電圧（１００Ｖ．）だけでは不可能である。 このバイパス回路を設けることにより、先ず蛍光管ＦＬ１０−２に電圧が懸るので、自己点弧性により点弧し、点弧すればその蛍光管は短絡状態であるから、残る蛍光管ＦＬ１０−１にも電圧が懸り点弧が誘発され、そのまま点灯する。続いてＦＬ１０−２が点灯する。
「図７」（ｂ）はＦＬ１０を３本用いて電源電圧１２０Ｖ．に対応したものである。
ＦＬ１０を５本にすれば、電源電圧２００Ｖ．に対応する面光源風の灯具が出来る。
【００２５】
「図４」は、「脈直流」を用いたＦＬ３２蛍光灯点灯回路用の結線図である。
電源側で２系統に分かれ、１つはブリッジダイオード（Ｄ４）によって「脈直流」に変換された後、「入力制限手段」であるクリプトン球を経て蛍光管に至る主点灯回路であり、もう１つは３倍電圧整流回路▲１０▼を経て「点弧誘引電極」▲９▼に至る回路である。３倍電圧整流回路よりブリッジダイオードの＋端子側へフューズ（Ｆ）を介して結ばれた回路は、点灯前の点弧動作中は一端をブリッジダイオードに阻止されもう一端は蛍光管の＋電極に半波の３倍電圧を加え、直接「点弧誘発作用」を行なう。点灯後は定常点灯電圧を微弱ながら補ない、同時に「点弧誘引電極」を無効にする。
前項の方式に用いる蛍光管の両端の電極は通電加熱式フィラメントである必要はないので、各フィラメントの端子間を短絡しておくと即時点灯性が微妙に向上し、フィラメント内に於ける電圧降下が２分の１になるので、エネルギー効率も向上する。
【００２６】
白熱灯のフィラメントは冷態時に於いては、白熱状態に於ける抵抗値の１０分の１位の抵抗値しか示さず、しかも白熱するまでに電源周波数の数サイクルを要するので、その間に点弧に必要な十分な電気エネルギーを供給することが出来、点弧し点灯完了時点では、既に白熱しているので、今度は保安抵抗としての役割を果たすと共に、一部（本願では２分の１とした。）は、光エネルギーとなって目的的に利用される。
【００２７】
「点弧誘引電極」の電界は過渡的に変化している方が効果があるので、倍電圧回路の高電圧を加え、更にこれを灯具の筐体などに極少容量の蓄電器で接地して微小電流を流すことは前述の通りであるが、灯具の筐体などはそれ自身が接地されてはいないので、極微少電流といえどもいずれ満杯になり、「点弧誘引電極」の効果が阻害されてくる。一般に満杯になった筐体の電荷は、消灯中に自然に消滅するのであるが、極少容量といえども蓄電器中には残存電荷が有り、次の点灯時に点弧しない場合があるので、蓄電器の容量リアクタンスの１０倍以上の高抵抗で蓄電器バイパス抵抗（Ｒ４）を設けて置く。「誘引電極の効果を確実にする。」為である。
【００２８】
倍電圧整流回路▲１０▼から前項の接地コンデンサー（Ｃ４）、同バイパス抵抗（Ｒ４）に至る迄の「点弧誘引電極システム」は、「００２５」記載の、一部を分岐して直接「点弧誘発作用」を行なわせる場合を除き、電力を消費しない。従ってこのシステムが灯具のエネルギー効率を左右することはない。「００２５」の場合も消費電力は僅少である。
第１段の蓄電器（Ｃ１）の充放電電流は無効電流として灯具を若干の進み力率とする。 第１段の蓄電器（Ｃ１）は交流用フイルムコンデンサーなどでなくてはならないが、第２，３段（Ｃ２，Ｃ３）及び接地コンデンサー（Ｃ４）は電解コンデンサーを用いることが出来る。
【００２９】
ＦＬ１０は、自己点弧性有り「点弧誘引電極」は不要。ＦＬ１５は、システムとしては不要であるが、「点弧誘引電極」を設け、電源側へ結線しておくだけでもよいが、点弧中のエネルギーを救済し、点灯を確実にするため、１ｍＨ．位のインダクターを主回路に挿入する。ＦＬ２０は、それに２倍電圧を懸けておくと更に確実になる。ＦＬ３０以上は「点弧誘引電極システム」として３倍電圧のものを装備した方がよい。
【００３０】
「点弧誘引電極」の取付位置は管端から略１５ｃｍ又は４５ｃｍ、原則管央とした。
【実施例】
【００３１】
並列２連「ハイブリット方式」ペンダント灯：「図１」、「図２」、「図３」参照。
仕様：蛍光管（ＦＣＬ３０ＥＸ−Ｄ）×２ ：点灯管（ＦＧ−１Ｅ）×２
入力制限手段：１００Ｖ．９５Ｗ．クリプトン球各１計２、１５μＦフィルムコンデンサー×１
（又は、５０μＨ．インダクター×１）
点弧誘引電極システム：−
点弧誘引電極；銅線巻付式各１計２
高電圧発生回路；半波３倍電圧整流回路（初段交流蓄電器３．３μＦ）×１
接地コンデンサー；０．１μＦ、同バイパス抵抗；９２０ＫΩ、接地抵抗；２ＭΩ
補助照明灯；２Ｃナツメ球×１
性能：入力； １００Ｖ．６０Ｈｚ．０．９５Ａ．（９５Ｖ．Ａ．）
出力；蛍光管出力；（上）２７Ｗ．＋（下）２６Ｗ．＝計５３．０Ｗ．
電球出力 ；１０Ｗ．＋８．５Ｗ．＝計１８．５Ｗ．出力計＝７１．５Ｗ．
損失；蛍光管フィラメント；０．８Ｗ．＋０．７Ｗ．＝計＝１．５Ｗ．
電球損失 ；１０Ｗ．＋９．０Ｗ．＝計１９．０Ｗ．損失計＝２０．５Ｗ．
有効電力；９２Ｗ．： 無効電力；√（９５２−９２２）＝２４Ｖ．Ａ．（３．３μＦ蓄電器他）
力率；（有効電力）÷（入力）＝９２／９５＝−０．９７（進み）
効率；（出力）÷（有効電力）＝７１．５／９２＝０．７８（７８％）
重量：８００ｇｒ（傘なし重量） １ｍ 照度：２５０（露出計）
特徴：軽い、即時点灯性；良と優、再点灯性；可と可（いずれも上段良、下段可）、再点灯性を重視する用途には、「図２」と「図３」の上段の回路を組み合わせ、並列２連とすれば、再点灯性は「良」となる。
【００３２】
「脈直流方式」３２型ペンダント灯：「図４」参照
仕様：蛍光管（ＦＣＬ３２ＥＸ−Ｄ）×１ ：点灯管 なし
脈直流発生回路；ブリッジダイオード（ＲＳ２０５Ｌ，６００Ｖ．１．８Ａ．）×１、
入力制限手段；１００Ｖ．９５Ｗ．クリプトン白熱球×１
点弧誘引電極システム：−
高電圧発生回路；半波３倍電圧整流回路（初段交流蓄電器容量１５μＦ）
×１ ： 点弧誘引電極；銅線巻付式×１ ： 接地コンデンサー；０．１μＦ，４００Ｖ．
×１ ： 同バイパス抵抗；９２０ＫΩ
蛍光管電極の極性交換スイッチ；２極４接点式×１
性能：入力；１００Ｖ．６０Ｈｚ０．４８Ａ．（４８Ｖ．Ａ．）
出力；蛍光管出力；２９．０Ｗ．
白熱灯出力；３．６Ｗ．出力計；３２．６Ｗ．
損失；ＡＣ／ＤＣ変換損失；１．７Ｗ．
白熱灯損失；３．７Ｗ．損失計；５．４Ｗ．
有効電力；３８Ｗ．：無効電力；√（４８２−３８２）＝２９．３Ｖ．Ａ．（初段蓄電器）
力率；３８／４８＝−０．７９（脈直流給電方式の時にはこの程度でも問題ない。）
効率；３２．６／３８＝０．８６（８６％）
重量：９５０ｇｒ（完成重量） １ｍ照度：２００
特徴：軽い、明るい（３３％アップ）、高効率、即時点灯性；優（但し極性条件あり。）
【００３３】
「ハイブリッド方式」卓上蛍光灯スタンド：「図５」参照。
仕様：蛍光管（ＦＬ１０ＥＸ−Ｄ）×１：点灯管（ＦＧ−１Ｅ）×１
入力制限手段；クリプトン白熱球（１００Ｖ．６０Ｗ．）×１
点弧誘発手段；なし（自己点弧性による。）
性能：入力；１００Ｖ．６０Ｈｚ．０．３４Ａ．（３４Ｖ．Ａ．）
出力；１３．１Ｗ．（蛍光管）＋９．９Ｗ．（白熱灯）＝２３．０Ｗ．
損失；１．１Ｗ．（ 〃 ）＋９．９Ｗ．（ 〃 ）＝１１．０Ｗ．
力率；１．０、 効率；０．６８（６８％）
重量：４５０ｇｒ（灯具）＋３５０ｇｒ（スタンド支柱）＝８００ｇｒ ５０ｃｍ照度：３５０
特徴：超軽量につきスタンド高く基部薄く、卓上を広く使える。６０Ｗ．の白熱球を用いた時の照度は、２７Ｗ．型インバーター蛍光灯スタンドに遜色無い。「図」（ｂ）の様に移動灯にもなる。（Ｃ）の様に回路簡潔、即時点灯性再点灯性共に優。
【００３４】
「ハイブリッド方式」壁掛け灯：「図６」参照。
仕様：蛍光管（ＦＬ１５ＥＸ−Ｄ）×１：点灯管（ＦＧ−１Ｅ）×１
入力制限手段；（１１０Ｖ．６８Ｗ．クリプトン球×１）＋（１ ｍＨ．フェライトインダクター×１）
点弧誘因手段；銅線巻付式電極×１（電源側端子の一方に接続するだけ。）
性能：入力；１００Ｖ．６０Ｈｚ．０．３９Ａ．（３９Ｖ．Ａ．）
出力；１８．７Ｗ．（蛍光管）＋９．６Ｗ．（白熱球）＝２８．３Ｗ．
損失；１．２Ｗ．（ 〃 ）＋９．５Ｗ．（ 〃 ）＝１０．７Ｗ．
力率；１．０ 効率；０．７３４（７３％）
重量：８５０ｇｒ（本体）＋２５０ｇｒ（傘）＝１．１Ｋｇ １ｍ照度：１２０
特徴：洗面所などに良く、白熱灯は周囲を照らしてアクセントになる。即時点灯性良、再点灯性良。
【００３５】
直列２連「順次起動方式」ペンダント灯：「図７」（ａ）参照。
仕様：蛍光管（ＦＬ１０ＥＸ−Ｄ）２、点灯管（ＦＧ−１Ｅ）２
入力制限手段；１００Ｖ．６８Ｗ．クリプトン球１
点弧誘発手段；０．６８μＦフイルムコンデンサーによる「点弧誘発バイパス回路」
性能：入力；１００Ｖ．６０Ｈｚ．０．２２５Ａ．（２２．５Ｖ．Ａ．）
出力；蛍光管出力；（＃１）８．６Ｗ．＋（＃２）８．３Ｗ．＝１６．９Ｗ．
電球出力 ； ２．１Ｗ．出力計＝１９Ｗ．
損失；蛍光管フィラメント；０．４Ｗ．＋０．４Ｗ．＝０．８Ｗ．
電球損失 ； ２．２Ｗ．損失計＝３Ｗ．
有効電力計＝２２Ｗ．
力率；（有効電力）÷（入力）＝−０．９８（進み）
効率；（出力）÷（有効電力）＝０．８５（８５％）
重量：８００ｇｒ（完成重量） １ｍ照度：１１０
特徴：構造簡単、軽い（もっと軽く出来る）、即時点灯性；可、再点灯性；良
【００３６】
直列３連「順次起動方式」ペンダント灯：「図７」（ｂ）参照。
仕様：蛍光管（ＦＬ１０Ｎ）×３、点灯管（ＦＧ−１Ｅ）×３ ：入力電圧範囲；１１８〜１２２Ｖ．
入力制限手段；１５μＦ蓄電器×１、（１２Ｖ．５Ｗ．豆電球＋１３Ω２Ｗ．抵抗）×１
点弧誘発手段；（１．５ＫΩ＋０．６８μＦ蓄電器）による回路×１と、（１１０μＨフェライトインダクター＋２．７ｋΩ抵抗）×１の２系統の「点弧誘発バイパス回路」
性能：１次入力；１００Ｖ．６０Ｈｚ．０．３５Ａ．（３５Ｖ．Ａ．）
２次入力；１１８Ｖ．６０Ｈｚ．０．２８Ａ．（３３Ｖ．Ａ．）
出力；２８Ｗ．（３蛍光管の合計）＋１．５Ｗ．（電球の出力）＝２９．５Ｗ．
損失；１．５Ｗ．（３蛍光管のフィラメントの抵抗損失の計）＋１．５Ｗ．（電球の損失）＋１Ｗ．（抵抗の損失）＋０．５Ｗ（単巻昇圧変圧器の励磁損失他）＝４．５Ｗ．
有効電力；３４Ｗ．無効電力＝√（３５２−３４２）＝８．５Ｖ．Ａ．
力率（Ｃｏｓφ）；３５Ｖ．Ａ．×Ｃｏｓφ＝３４Ｗ．∴Ｃｏｓφ＝０．９７（遅れ）
効率；１次側から見た効率＝２９．５／３４＝０．８７（８７％）
重量：９００ｇｒ（完成重量） １ｍ照度：１８０
特徴：この事例は電源電圧が１２０Ｖ．であれば、３本の「直列横並蛍光管列」の「順次起動方式」の点灯が可能であることを検証したものである。
構造簡単、軽い、主たる入力制限手段に交流用蓄電器を用い別置きの単巻昇圧変圧器と弱い直列共振関係を持たせたため、力率、効率共に高い。即時点灯性；可、再点灯性；良、電圧の低下には弱く、即消灯するが、電圧が回復すればすぐ再点灯する。１２Ｖ．の豆電球は、直列共振の減衰抵抗として、１３Ωの抵抗と共に機能し、同時に天井を仄かに照らす。
【発明の効果】
【００３７】
震災後の復興住宅では、ペンダント灯の採用を止めたケースが多いと聞くが、天井灯に比べ、光の利用効率の良いペンダント灯は、軽量化して残すべきである。灯具の重量が３分の１になったと言うことは、以前３灯に１灯が損壊した超大地震でない限り、今度は大丈夫と言ってよく、地震頻発の昨今早急な普及が望まれる。
【００３８】
劇的に軽量化され、しかも性能面では従来型蛍光灯を凌ぐ程の効果を持つこの「誘因電極方式」は「照明灯革命」をもたらすかも知れない。この方式の普及は、消費者に何等の負担を強いることなく、用いられる交流用蓄電器による照明灯電力の「進み力率」が、動力の「遅れ力率」を中和して、送電系全体の「力率」を改善する。このことによる省エネ効果、地球温暖化防止効果は、前述の通り、非常に大なるものがあると考える。また付随効果である受電端に於ける「電圧変動率」の改善は、これからの電化電子化社会にとって欠くことが出来ないと思われる。
【００３９】
省資源の面でも貢献する。重要資源である鉄と銅を使わないのが良い。また、この方式に用いる部品や、製造設備、送配電系は、総て既存のものでよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ＦＬ３０蛍光管を上下２段にした６０ワット型蛍光灯の一部取外中の外観図である。
【図４】 ＦＬ３２蛍光管を用いる「脈直流給電方式」の蛍光灯の電気回路図である。
【図５】 ＦＬ１０蛍光管を用いた卓上蛍光灯スタンドの外観図とその電気回路図である。
【図６】 ＦＬ１５蛍光管を用いた壁掛け灯の外観図とその電気回路図である。
【図７】 「ＦＬ１０複数直列横並蛍光管列」の「順次起動方式」の電気回路図である。
【符号の説明】
１ 蛍光管
２ 白熱電球（クリプトン球など）
３ 点灯管
４ スイッチ（スナップスイッチ又はロータリースイッチ）
５ プラグ（差し込み式、又は引き掛け式）
６ 補助灯（ナツメ球など）
７ 単巻昇圧変圧器
９ 点弧誘引電極
１０ 倍電圧発生回路又はその基盤
１１ 極性交換スイッチ
１２ 特殊差し込みソケット（蛍光管接続用）
１３ 天板兼反射板
１４ 小ケース（コンデンサーＣ４，同バイパス抵抗Ｒ４収納）
１５ 吊り下げコード
１６ 被覆電線（２芯又は４芯）
１７ リード線（単芯）
１８ バネ挾式接続部品（ジャック）
１９ ゴム環（ブッシング）
２０ 傘（シェード）
２１ 蛍光管保持金物セット（ビス、ナットを含む）
２２ ソケット
２３ スイッチ操作用紐及び玉
２５ 部品収納兼防塵ケース（筐体）
Ｃ１，Ｃ５ 交流用蓄電器（１５〜２０μＦ２５０ＷＶ．程度）
Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ６ 蓄電器（Ｃ４は極小容量高耐圧、Ｃ６は小容量のもの）
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３ ダイオード
Ｄ４ ブリッジダイオード（倍電圧回路の高電圧に耐えるもの）
Ｒ１ 抵抗（主回路に用いる比較的高出力低抵抗値のもの）
Ｒ，Ｒ４ 抵抗（低出力高抵抗値のもの）
Ｌ インダクター（強電用、軽量フェライトコア、小容量、低抵抗のもの）
Ｅ 接地
【特許請求の範囲】
【請求項１】
併設した別の高電圧発生回路によって発生させた電圧を、定常点灯電圧に設定された蛍光管の外側に、当接させて設けた「点弧誘引電極」に同時に印加することによって間接的に蛍光管内の電場を刺激し、初期放電（以下点弧という。）を誘引して点灯させる方法。
【請求項２】
「請求項１」の方法で点灯する蛍光灯の「入力制限手段」として、従来の重い電磁部品である「安定器」や「昇圧変圧器」の代わりに、軽い白熱灯や交流用蓄電器を用いて軽量化した、「点弧誘引電極」を有する灯具。
【請求項３】
「点弧誘引電極」を必要としない短小蛍光管複数を電気的に直列に接続し、隣り合う２本の蛍光管の中点と電源側の間に、それぞれ、高電気抵抗を有する「点弧誘発バイパス回路」を設け、複数の蛍光管の内の１本が点弧することによって次の１本も追従し、「順次起動」するように構成した、直列にした複数の蛍光管の列を点灯させる方法。
【請求項４】
「請求項３」の方法で点灯する蛍光灯の「入力制限手段」として、従来の重い電磁部品である「安定器」の代わりに、軽い白熱灯や交流蓄電器をを用いて軽量化した複数蛍光管列の「順次起動」を特徴とする灯具。
【請求項１】
併設した別の高電圧発生回路によって発生させた電圧を、定常点灯電圧に設定された蛍光管の外側に、当接させて設けた「点弧誘引電極」に同時に印加することによって間接的に蛍光管内の電場を刺激し、初期放電（以下点弧という。）を誘引して点灯させる方法。
【請求項２】
「請求項１」の方法で点灯する蛍光灯の「入力制限手段」として、従来の重い電磁部品である「安定器」や「昇圧変圧器」の代わりに、軽い白熱灯や交流用蓄電器を用いて軽量化した、「点弧誘引電極」を有する灯具。
【請求項３】
「点弧誘引電極」を必要としない短小蛍光管複数を電気的に直列に接続し、隣り合う２本の蛍光管の中点と電源側の間に、それぞれ、高電気抵抗を有する「点弧誘発バイパス回路」を設け、複数の蛍光管の内の１本が点弧することによって次の１本も追従し、「順次起動」するように構成した、直列にした複数の蛍光管の列を点灯させる方法。
【請求項４】
「請求項３」の方法で点灯する蛍光灯の「入力制限手段」として、従来の重い電磁部品である「安定器」の代わりに、軽い白熱灯や交流蓄電器をを用いて軽量化した複数蛍光管列の「順次起動」を特徴とする灯具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−１７３０７６（Ｐ２００６−１７３０７６Ａ）
【公開日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３８２６７６（Ｐ２００４−３８２６７６）
【出願日】平成１６年１２月１５日（２００４．１２．１５）
【出願人】（５９３１７７３８７）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月１５日（２００４．１２．１５）
【出願人】（５９３１７７３８７）
【Ｆターム（参考）】
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