(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光灯を点灯させるグロースタータ方式の器具と、
前記器具に備え付けられたグロー管と交換可能で、その端子間が電気的に接続されているＬＥＤ用点灯管と、
前記蛍光灯と交換可能で、ＬＥＤと点灯回路を内蔵するＬＥＤ蛍光灯と、
を備え、前記ＬＥＤ蛍光灯は、
一方側に、前記点灯回路を介して前記ＬＥＤに給電するための一対の端子を備える給電側口金を有し、
他方側に、互いに短絡された一対の端子を備える短絡側口金を有する、
ことを特徴とするＬＥＤ蛍光灯器具。
【請求項２】
前記ＬＥＤ用点灯管は、その端子間に過電流保護用ヒューズを備える
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ蛍光灯器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既存の予熱回路を備えた蛍光灯器具に取り付けでき、取り付け交換時の感電を効果的に防止できる、ＬＥＤ蛍光灯（または蛍光灯型ＬＥＤ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、白熱電球や蛍光灯などの既存光源をＬＥＤ（発光ダイオード）に交換、置き換える動きが広がっている。ＬＥＤを光源とすることにより、既存光源よりも長寿命かつ省エネルギーの照明器具とすることが出来る為である。
【０００３】
蛍光灯の点灯方式としては、グロースタータ方式、ラピッドスタート方式、およびインバータ方式、の３方式に大別され、器具内にこれらいずれかの点灯回路が組み込まれている。
このような蛍光灯器具をＬＥＤに置き換えるには、（１）器具そのもの、または器具に組み込まれた点灯回路をＬＥＤ用の点灯回路に交換・改造する方法、（２）蛍光灯に模したＬＥＤ蛍光灯の内部に点灯回路を配置し、光源のみをＬＥＤ蛍光灯と置換える方法、などが提案されている。前者の方法では器具を施工、改造することとなるため、一般消費者が交換することは技術的、金銭的な困難さがある。一方で後者の方法では、形状、電極端子などを蛍光灯器具に適合させたＬＥＤ蛍光灯を従来の蛍光灯と交換するだけのため、（１）の方法より導入しやすいなどの利点がある（例えば先行技術１〜３を参照）。
【０００４】
【特許文献１】特許３９２９８８５
【特許文献２】特開２００８−２７７１８８
【特許文献３】特開２００９−２６６６９６
【０００５】
しかし（２）の方法では、点灯回路をＬＥＤ蛍光灯内に配するため、例えば器具に通電したまま蛍光灯の交換を行ってしまった場合、従来の蛍光灯の交換と比べて感電のリスクが高い。これは従来の蛍光灯が口金に接続されたフィラメントの間の放電により点灯するのに対し、ＬＥＤ蛍光灯は口金に接続されたＬＥＤに通電させて点灯させるためである。言い換えれば、放電前の非点灯時では内部抵抗が大きい蛍光灯に対し、ＬＥＤ蛍光灯は非点灯時でも内部抵抗が低く、一方の口金を器具に装着した際、他端の口金にまで電圧が印加されてしまうためである。このため交換時、他端側の口金に触れてしまうと感電のリスクがある。
【０００６】
また一方で上述の３通りの点灯方式のうち、最も構成が簡単で安価のグロースタータ方式の器具数は、日本では減少しているものの海外では主流の点灯方式である。このためＬＥＤ化が急速に進んでいる現在、器具の改造を必要とせず、消費者を問わず誰でも簡単に国内外で実施できる、グロースタータ方式に適合したＬＥＤ蛍光灯の仕様の開発は急務である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上より本発明の課題は、グロースタータ方式の既存の蛍光灯を、感電の恐れがなく、誰でも容易に、ＬＥＤ蛍光灯と交換できる仕様を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、グロースタータ方式の蛍光灯器具において、既存の直管型蛍光灯を、一端側に給電側口金、他端側に内部短絡された短絡側口金を備えるＬＥＤ蛍光灯と交換し、さらに既存のグロー管をＬＥＤ用点灯管と交換する、ことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のＬＥＤ蛍光灯器具によれば、既存の蛍光灯とグロー管（点灯管）を交換するのみのため、誰でも容易に交換作業を行うことができる。また一端側からのみＬＥＤ蛍光灯に給電し、かつ他端側が内部短絡されることで、両端の端子間が回路的に絶縁され、例えば一端側の端子を器具に取り付けた際、他端側に電圧が印加される恐れがなく、交換作業時の感電のリスクが飛躍的に低減する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は本発明のＬＥＤ蛍光灯器具の外観模式図。
【図２】図２は本発明のＬＥＤ蛍光灯器具の回路模式図。
【図３】図３は従来のグロースタータ式の蛍光灯器具の回路模式図。
【図４】図４は本発明のＬＥＤ蛍光灯の長手方向の断面模式図。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１１】
本発明のＬＥＤ蛍光灯器具１０は、ＬＥＤ蛍光灯２、ＬＥＤ用点灯管３、およびこれらを取り付けるための器具１からなる。図１にその外観模式図を、図２にその回路構成の模式図を示す。本実施例においては、ＬＥＤ蛍光灯器具１０は直管型の器具である。また図３に、本発明のＬＥＤ蛍光灯２とＬＥＤ用点灯管３との交換する前の、従来の蛍光灯２０、グロー管３０を取り付けた状態の回路の模式図を示す。さらに図４に、本発明のＬＥＤ蛍光灯２の長手方向断面の模式図を示す。
【００１２】
図３に示したよう、グロースタータ方式の点灯回路は主に、蛍光灯２０、グロー管３０、安定器４０により構成される。スイッチ６０により電源が入ると、グロー管３０の内部で放電し、この熱によりグロー管３０内部のバイメタルが作動し電流が流れる。この際、蛍光灯２０の両端のフィラメントが予熱される。この間にバイメタルの冷却に伴い、グロー管３０内部の回路が開いて電流が流れなくなる。すると安定器のキック電圧が生じて高電圧が生じ、両フィラメント間で放電することで蛍光管２０が発光する。
【００１３】
本発明のＬＥＤ蛍光灯器具１０は、蛍光灯２０をＬＥＤ蛍光灯２に、グロー管３０をＬＥＤ用点灯管３に交換することのみで構成される。ＬＥＤ蛍光灯２の口金２１（２１ａ、２１ｂ）とＬＥＤ用点灯管３の口金は、容易に既存部品と交換可能なよう、蛍光灯２０およびグロー管３０とそれぞれ互換性のある同じ口金形状としている。このため他の部品、例えば器具１は既存の器具１をそのまま用いることができる。一般に蛍光灯２０、グロー管３０は、交換しやすいよう器具１の外側に表出して配置されており、上述の構成としていることで、誰でも簡単に交換作業を行うことができる。
【００１４】
まずはじめにＬＥＤ蛍光灯２０の詳細について説明する。
ＬＥＤ蛍光灯２０は、一方向に長い直管形の蛍光灯と相似し互換性のある形状とされており、透明樹脂からなるカバー２３と、後述するＬＥＤ２６の実装基板が搭載される放熱性の良い筐体２４と、これらの両端に配置される口金２１（２１ａ、２１ｂ）とで外形が構成される。
またその内部に、点灯回路２５、ＬＥＤ２６、短絡部２７を有する。点灯回路２５は、ダイオードブリッジ回路からなる整流部２５ａと、整流された電流を平滑化しＬＥＤ２６に定電流を供給する電流調整部２５ｂとからなる。なお短絡部２７は、点灯回路２５、ＬＥＤ２６とは電気的に絶縁されている。
【００１５】
カバー２３はその断面が円弧状となるよう形成され、筐体２４の長手方向に沿って設けられたガイド用の溝にスライドして固定される。またカバー２３は透明なポリカーボネート樹脂からなり、ＬＥＤ２６の光を拡散し、かつ使用者の感じるグレア感を低減させるため、その内面に光拡散処理を行っている。
カバー２３は光劣化が少ない材料であればよく、ポリカーボネート樹脂のほかアクリル樹脂やシリコーン樹脂、ガラスなどを用いても良い。しかし一般に蛍光灯は口金端子のみで支持されることから軽量の部材が好ましく、樹脂で構成することが好ましい。さらに長尺状に成形する必要があることから、上記のうち熱可塑性樹脂であるポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂のいずれかが好ましい。
また本実施例では、その内面に光拡散処理を行っているが、上記の材料にシリカや酸化チタンなど公知の光拡散材を混入し、光を拡散するようにしても良い。
【００１６】
筐体２４は熱伝導率の高いアルミからなり、ＬＥＤ２６の実装基板の裏面と熱的に接続され、ＬＥＤ２６で生じた熱をＬＥＤ蛍光灯２の外部に放熱する。熱伝導率が高く放熱性の良い部材として、アルミ、銅などの金属、及びその合金や、セラミックスなどが挙げられる。しかし本発明においては、長尺状に成形する必要があることから、アルミ、銅、またはこれらを主成分とする合金で成形することが好ましい。
【００１７】
点灯回路２５は、図４に示したよう、ＬＥＤ蛍光灯２の一端側の給電側口金２１ａ内に一対の端子と共に固定される。また短絡部２７は、他端側の短絡側口金２１ｂ内で一対の端子間を短絡するように配置される。
ここで本実施例においては、点灯回路２５および短絡部２７と一対の端子が搭載された各回路基板は、ＬＥＤ２６が配列実装された実装基板に対し略垂直となるよう、両口金２１内にそれぞれ配置している。点灯回路２５は、基板に占める実装面積よりも各素子の高さのほうが小さい場合があり、本構成によりＬＥＤ２６の実装面積をより広く、またはより多くのＬＥＤ２６を実装することが可能となる。このため、カバー２３で規定される発光面積をより広く活用することができ、所望の照明光を得ることが容易となる。
また本実施例では、整流部２５ａと電流調整部２５ｂとを給電側口金２１ａ内に配置する例を示したが、平滑コンデンサなどを含む電流調整部２５ｂの放熱性を高めるべく、電流調整部２５ｂをＬＥＤ２６の実装基板側に配置してもよい。
【００１８】
次に、ＬＥＤ用点灯管３について説明する。
ＬＥＤ用点灯管３は、その端子間が電気的に接続（導通）されている点で、従来のグロー管３０とは異なる。本実施例においては、内部配線により短絡することで、端子間が電気的に接続されている。他の形態として、電流制限用の抵抗や、過電流保護用のヒューズなどが例示できるが、あまり抵抗値が高いものは通電時の発熱が問題となり、また器具自体の消費電力が大きくなってしまうため好ましくない。器具１の既設ソケットや接続された配線、及びＬＥＤ蛍光灯２の回路保護の観点からは、過電流保護用ヒューズが好ましい。また過電流保護用ヒューズの容量としては、７Ａ以下が望ましい。
【００１９】
以上の構成としたことで、交換作業時の感電のリスクが飛躍的に低減する。以下、交換作業の例をふまえ、その作用について説明する。なおグロー管３０は既にＬＥＤ用点灯管３と交換しているものとする。
【００２０】
器具１に給電側口金２１ａのみを装着している場合、短絡部２７が点灯回路２５、ＬＥＤ２６と電気的に絶縁されているため、短絡側口金２１ｂにまで電圧が印加されない。このとき電圧が印加されているのは、短絡側口金２１ｂが接続される器具１側の端子（既設ソケット）であり、ＬＥＤ蛍光灯２を保持しているだけでは感電しない。さらには、器具１側の端子が接続されていないため、ＬＥＤ蛍光灯２は点灯しない。
【００２１】
次に、器具１に短絡側口金２１ｂのみが装着されている場合、上述のよう互いの口金間が絶縁されているため、給電側口金２１ａに電圧が印加されない。このため感電の恐れがない他、ＬＥＤ蛍光灯２は点灯しない。
【００２２】
以上のよう本構成によれば、交換作業時に感電するリスクが飛躍的に低下する。また該作業時に、グロー管３０およびＬＥＤ用点灯管３を外しておけば、感電のリスクはより一層低下する。
【００２３】
また、本実施例では器具１側の改造を行わない場合を例示したが、ＬＥＤ蛍光灯２の取付器具として最適化すべく、器具１を本発明の作用効果が得られる程度に改造しても良いことは当業者であれば明白である。
例えば、安定器４０を外してこの間を短絡、または安定器４０を外さずに並列に短絡させても良い。この場合においても上述の感電に対するリスクを低下でき、安定器４０による消費電力をも低減させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、両端に口金を備える直管型蛍光灯の他、両口金が一体化された４端子型の口金（端子）を備える丸型（環状）蛍光灯などの交換可能な蛍光灯と、交換可能なグロー管と、をそれぞれ備えるグロースタータ方式の蛍光灯器具全てに適用できる。
【符号の説明】
【００２５】
１    器具
２    ＬＥＤ蛍光灯
２１  口金
２１ａ給電側口金
２１ｂ短絡側口金
２３  カバー
２４  筐体
２５  点灯回路
２５ａ整流部
２５ｂ電流調整部
２６  ＬＥＤ
２７  短絡部
３    ＬＥＤ用点灯管
１０  ＬＥＤ蛍光灯器具
２０  蛍光灯
３０  グロー管
４０  安定器
５０  商用電力
６０  スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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