(57)【要約】  内蔵サージ保護を備える照明器具（１０）が開示される。照明器具は、少なくとも１つのアクティブ回路構成要素（１５、１６）を担持するキャリア（１１）と、ハウジング内でキャリアを少なくとも部分的に覆うシールド要素（１３）とを含む導電性構造体と、アクティブ回路構成要素をニュートラル（Ｎ）端子及びライブ（Ｌ）端子を含む主電源に接続するための、アクティブ回路構成要素に接続された一組のアクティブ導体（１７、１９）であって、該アクティブ導体の１つは、少なくとも１つのアクティブ回路をバイパスする接続部（１９'）によりシールド要素に接続される、一組のアクティブ導体と、を含む。ハウジングは、導電性構造体上にカバー（２１）を含む。シールド要素は、導電性構造体とカバーとの間にクリアランス（２５）を画定し、クリアランスは、シールド要素とカバーとの間にピンチポイント（２７）を含む。図１。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのアクティブ回路構成要素を担持するキャリアと、ハウジング内で前記キャリアを少なくとも部分的に覆うシールド要素とを含む導電性構造体と、
前記アクティブ回路構成要素をニュートラル端子及びライブ端子を含む主電源に接続するための、前記アクティブ回路構成要素に接続された一組のアクティブ導体であって、該アクティブ導体の１つは、少なくとも１つのアクティブ回路をバイパスする接続部により前記シールド要素に接続される、一組のアクティブ導体と、
前記導電性構造体上にカバーを含む前記ハウジングと、
を含む、照明器具であって、
前記シールド要素は、前記導電性構造体と前記カバーとの間にクリアランスを画定し、前記クリアランスは、前記シールド要素と前記カバーとの間にピンチポイントを含む、照明器具。
【請求項２】
前記シールド要素は、前記少なくとも１つのアクティブ回路構成要素を前記ニュートラル端子に接続するための前記アクティブ導体に接続される、請求項１に記載の照明器具。
【請求項３】
前記シールド要素又は前記カバーは、前記ピンチポイントを画定するバルジを含む、請求項１又は２に記載の照明器具。
【請求項４】
前記カバー及び前記シールド要素の両方が、それぞれのバルジを含み、前記それぞれのバルジが協働して前記ピンチポイントを画定する、請求項１乃至３の何れか一項に記載の照明器具。
【請求項５】
前記シールド要素は、前記キャリアの一部を形成する、請求項１乃至４の何れか一項に記載の照明器具。
【請求項６】
前記キャリアは、前記シールド要素として機能する金属基板を含む、請求項５に記載の照明器具。
【請求項７】
前記ピンチポイントは、前記シールド要素と前記カバーとの間に少なくとも１．６ｍｍのさらなるクリアランスを画定し、好ましくは、前記ピンチポイントは、前記シールド要素と前記カバーとの間に少なくとも３ｍｍのさらなるクリアランスを画定する、請求項１乃至５の何れか一項に記載の照明器具。
【請求項８】
前記少なくとも１つのアクティブ回路構成要素は、ライトエンジンと、該ライトエンジンのためのドライバ回路とを含む、請求項１乃至７の何れか一項に記載の照明器具。
【請求項９】
前記ライトエンジンは、少なくとも１つの固体照明要素を含む、請求項８に記載の照明器具。
【請求項１０】
前記導電性構造体の少なくとも一部は、電気絶縁保護体を担持する、請求項１乃至９の何れか一項に記載の照明器具。
【請求項１１】
前記ハウジングから前記カバーが取り外されると前記導電性構造体への電力供給を遮断するよう構成されるブレーカ回路を備える、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の照明器具。
【請求項１２】
前記照明器具は、クラスＩＩ照明器具である、請求項１乃至１１の何れか一項に記載の照明器具。
【請求項１３】
前記照明器具は、街灯又は信号機等の屋外照明器具である、請求項１乃至１２の何れか一項に記載の照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハウジング内で少なくとも１つのアクティブ回路を担持するキャリアを含む導電性構造体(electrically conductive structure)と、アクティブ回路構成要素(active circuit component)をニュートラル端子及びライブ端子を含む主電源に接続するための、アクティブ回路構成要素に接続された一組のアクティブ導体(active conductor)とを含む照明器具、とりわけ、屋外照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
屋外照明器具（例えば、街路灯、信号機）等の照明器具の設計は、典型的には、斯かる照明器具が該当する健康安全規制に準拠することを保証するために規格によって義務付けられている。そのような照明器具は、以下のクラスに細分され得る。
クラスＩ照明器具：電気絶縁されていて、例えば電気絶縁故障の場合にライブになる露出した金属部を保護するためにアースへの接続を備えている。
クラスＩＩ照明器具：感電に対する保護が、基礎電気絶縁だけに依存しないように設計されている。
クラスＩＩＩ照明器具：感電に対する保護が、いわゆる安全特別低電圧(Safety Extra-Low Voltage (SELV))での供給に依存する（SELV（最大50V AC RMS）を超える電圧が生成されない）。
【０００３】
照明器具が、電気絶縁構造体(electrically insulating structure)、例えば、木のポール、絶縁装着ワイヤ(insulating mounting wire)等に取り付けられる場合、例えば、クラスＩＩ照明器具が、そのような状況で、例えば、固体照明、例えば、ＬＥＤベースの照明器具を、例えば固体照明ベースの照明器具の優れた寿命特性のために照明器具に対する保守の必要性を減らすため、及びそのような照明器具の優れたエネルギ消費特性のためにエネルギコストを下げるため、伝統的な照明器具と置き換える場合によく用いられるように、接地接続線は実用できない場合がある。残念なことに、多くの照明器具（とりわけクラスＩＩ照明器具）は、とりわけ、例えば落雷等の予期せぬ放電によって引き起こされるコモンモードサージ(common mode surge)に対して脆弱である。斯かるサージは、照明器具のアクティブ回路構成要素、例えば、１つ以上のドライバ回路及び／又は１つ以上のライトエンジンの寿命に悪影響を及ぼし得る。そのようなコモンモードサージは、例えば、照明器具内の寄生容量の存在に起因して起こる場合がある。例えば、寄生容量は、銅トラックとメタルコアプリント回路基板（ＭＣＰＣＢ）のアルミニウム基板との間に存在することがあり、これは、サージ事象の場合に望ましくない電気経路を提供する可能性がある。
【０００４】
したがって、そのような照明器具には何らかの形のサージ保護の必要性がある。しかしながら、広く適用されている照明器具規格IEC 60598-1は、コモンモード保護を確保するために照明器具内での過電圧保護装置の使用を防止している。韓国特許出願公開第ＫＲ ２０１２／００９２８４３ Ａ号は、接地パターンを介して電磁エネルギを放電及びバイパスすることによってＬＥＤのインナーリードの損傷を防ぐための電磁シールド機能を有するＬＥＤ照明デバイス用の基板を開示している。しかしながら、これは、クラスＩＩ照明器具においては、斯かる照明器具にアース接続がないため、使用されることができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、コモンモードサージに対して改善された堅牢性を示す設計を有する、照明器具、とりわけ、クラスＩＩ照明器具を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様によれば、少なくとも１つのアクティブ回路構成要素を担持するキャリアと、ハウジング内でキャリアを少なくとも部分的に覆うシールド要素(shielding element)とを含む導電性構造体と、アクティブ回路構成要素をニュートラル端子及びライブ端子を含む主電源に接続するための、アクティブ回路構成要素に接続された一組のアクティブ導体であって、該アクティブ導体の１つは、少なくとも１つのアクティブ回路をバイパスする接続部によりシールド要素に接続される、一組のアクティブ導体と、導電性構造体上にカバーを含むハウジングと、を含む、照明器具であって、シールド要素は、導電性構造体とカバーとの間にクリアランスを画定し、該クリアランスは、シールド要素とカバーとの間にピンチポイント(pinch point)を含む、照明器具が提供される。
【０００７】
カバーと共にピンチポイントを含むクリアランスを有する斯かるシールド要素を含むことは、ピンチポイントを介してシールド要素とカバーとの間に放電経路を提供し、その結果、コモンモードサージが、少なくとも１つのアクティブ回路構成要素をバイパスする接続部を介してカバーと主電源端子の１つとの間を介して移動し得、それによって、照明器具が照明器具規格IEC 60598-1等の規格に準拠し得るように、照明器具内のサージ保護回路を必要とせずに、少なくとも１つのアクティブ回路構成要素を斯かるコモンモードサージから保護する。
【０００８】
好ましくは、シールド要素は、電力サージがニュートラル端子を介して放散され得るように、アクティブ回路構成要素をニュートラル端子に接続するためのアクティブ導体に接続される。
【０００９】
シールド要素又はカバーは、ピンチポイントを画定するバルジ(bulge)を含んでもよい。代替的に、カバー及びシールド要素の両方が、斯かるバルジを含み、それぞれのバルジが協働してピンチポイントを形成してもよい。斯かるバルジは、任意の適切な形状、例えば、丸みを帯びた形状、尖った形状などを有してもよい。
【００１０】
製造を簡単にするために、シールド要素は、キャリアの一部を形成してもよい。一実施形態では、キャリアは、シールド要素として機能する金属基板を含む。例えば、キャリアは、メタルコアプリント回路基板であってもよい。
【００１１】
ピンチポイントは、シールド要素とカバーとの間に少なくとも１．６ｍｍのさらなるクリアランスを画定してもよく、好ましくは、ピンチポイントは、シールド要素とカバーとの間に少なくとも３ｍｍのさらなるクリアランスを画定してもよい。少なくとも１．６ｍｍのクリアランスでは、導電性構造体とカバーとの間の全体的なクリアランスは、照明器具が、１５０Ｖを超えないＲＭＳ電圧で動作する場合、照明器具規格IEC 60598-1に準拠することを保証し、少なくとも３ｍｍのクリアランスでは、導電性構造体とカバーの間の全体的なクリアランスは、照明器具が、２５０Ｖを超えないＲＭＳ電圧で動作する場合、照明器具規格IEC 60598-1に準拠することを保証する。
【００１２】
少なくとも１つのアクティブ回路構成要素は、ライトエンジンと、ライトエンジンのためのドライバ回路とを含んでもよい。好ましくは、ライトエンジンは、例えば白熱灯又は蛍光灯に基づく伝統的な照明器具と比較して優れた寿命特性及びエネルギ効率を有する照明器具を提供するために、少なくとも１つの固体照明要素を含む。
【００１３】
照明器具を修理する人を感電から保護するために、導電性構造体の少なくとも一部は、電気絶縁保護体を担持することが好ましい。代替的に、照明器具は、ハウジングからカバーが取り外されると導電性構造体への電力供給を遮断するよう構成されるブレーカ回路を備えてもよい。
【００１４】
少なくともいくつかの実施形態では、照明器具は、クラスＩＩ照明器具である。
【００１５】
照明器具は、街灯又は信号機等の屋外照明器具であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本発明の実施形態が、添付の図面を参照して、より詳細に、非限定的な例として述べられる。
【図１】一実施形態による照明器具の断面を概略的に示す。
【図２】一実施形態による照明器具の上面図を概略的に示す。
【図３】代替的な実施形態による照明器具の上面図を概略的に示す。
【図４】さらなる代替的な実施形態による照明器具の上面図を概略的に示す。
【図５】別の実施形態による照明器具の断面を概略的に示す。
【図６】一実施形態による照明器具の一態様をより詳細に概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図面は単に概略的なものであり、縮尺通りに描かれていないことを理解されたい。同じ参照番号は、図面全体にわたって同じ又は類似の部分を示すために用いられることも理解されたい。
【００１８】
図１は、例示的な実施形態による照明器具１０を概略的に示す。照明器具１０は、１つ以上のライトエンジン、例えば、ＬＥＤ等の少なくとも１つの固体照明要素を含むライトエンジン及びライトエンジンを制御するための少なくとも１つのドライバ回路等の少なくとも１つのアクティブ回路構成要素１５を担持するキャリア１１を備える。ある実施形態におけるキャリア１１は、メタルコアＰＣＢ（ＭＣＰＣＢ）などのプリント回路基板（ＰＣＢ）を含んでもよい。照明器具１０はさらに、少なくとも１つのアクティブ回路構成要素１５を主電源のライブ端子Ｌに接続するための第１のアクティブ導体又は端子１７と、少なくとも１つのアクティブ回路構成要素１５を主電源のニュートラル端子Ｎに接続するための第２のアクティブ導体又は端子１９とを備える。例えば、第１の端子又はアクティブ導体１７及び第２の端子又はアクティブ導体１９は、キャリア１１の一部を形成してもよく、任意の適切な形状、例えば、ピン、ソケット、クリップ、はんだパッド、導電トラック等を取ってもよい。本出願の文脈において、アクティブ導体は、意図された導電経路、例えば、アクティブ回路構成要素１５に電力を供給するための導電経路である。
【００１９】
少なくとも１つのアクティブ回路構成要素１５を担持するキャリア１１は、照明器具１０のハウジング内の導電性構造体と呼ばれてもよく、ハウジングは、導電性構造体を少なくとも部分的に包むカバー２１を備える。カバー２１は、導電性材料、例えば、金属若しくは金属合金、電気絶縁性材料、例えば、ガラス若しくはプラスチック、又はそれらの組み合わせから作られてもよく、ハウジング内で生成される光、例えば、ライトエンジンにより生成される光がカバー２１を通過することができるように半透明又は透明であってもよい。カバー２１は、拡散性であってもよく、及び／又は、照明器具１０のハウジング内のライトエンジンにより生成される光出力を成形するために、１つ以上の光学素子、例えば、レンズ、コリメータなどを含んでもよい。一実施形態では、カバー２１は、キャリア１１をさらに支持する、本体２３、例えば電気絶縁体２３に対して固定されてもよい。カバー２１は、任意の適切な方法で、例えば、ねじ、クリップなどの留め具を使用して本体２３に対して固定されてもよい。カバー２１は、例えば、照明器具１０の内部へのアクセスのためにカバーをスイベル回転させる(swivel)又はスイングするように開く(swing open）ことを可能にするヒンジ機構によって、本体２３に部分的に取り付けられてもよい。照明器具１０への水の浸入を防ぐために、カバー２１と本体２３との間にゴムシール等の水密シール（図示せず）が存在してもよく、これは、照明器具１０が屋外での使用を意図される場合に特に望ましい。
【００２０】
照明器具１０はさらに、シールド要素１３を含み、これは、典型的には、導電性材料、例えば、金属、金属合金、導電性コーティング等から作られ、少なくとも１つのアクティブ回路構成要素１５を、照明器具１０を打つ落雷等のコモンモードサージ現象にさらされることから保護するよう構成される。シールド要素１３は、シールド要素１３が導電性構造体とカバー２１との間のクリアランス２５を画定するように、例えば、キャリア１１の主面を実質的に又は全体的に覆う層として、キャリア１１上に配置されてもよい。このクリアランスは、典型的には、例えば照明器具規格IEC 60598-1などの適用可能な照明器具規格に準拠する寸法である（すなわち、幅ｄ２を有する）。シールド要素１３は、キャリア１１と少なくとも１つのアクティブ回路構成要素１５との間、又はキャリア１１と本体２３との間など、任意の適切な場所に配置されてもよい。ある実施形態において、シールド要素１３は、キャリア１１の一体部分を形成してもよい。
【００２１】
クリアランス２５はさらに、シールド要素１３とカバー２１との間に幅ｄ１を有する局所的に狭い、すなわち、ピンチポイント２７を含み、この幅ｄ１は、クリアランス２５の全幅ｄ２より小さいが、依然として適用可能な照明器具規格に準拠している。言い換えれば、クリアランス２５は、適用可能な照明器具規格内で定義される最小クリアランス要件にマッチする最小幅（ピンチポイント）２７を有する局所的部分を有することができ、クリアランス２５の残りは、適用可能な照明器具規格内で定義される最小クリアランス要件を超えるより大きい幅ｄ２を有する。例えば、ピンチポイント２７は、最大１５０ＶのＲＭＳ主電源電圧について照明器具１０を照明器具規格ＩＥＣ ６０５９８-１に準拠させるために、シールド要素１３とカバー２１との間に少なくとも１．６ｍｍのクリアランスを画定してもよく、ピンチポイント２７は、最大２５０ＶのＲＭＳ主電源電圧について照明器具１０を照明器具規格ＩＥＣ ６０５９８-１に準拠させるために、シールド要素１３とカバー２１との間に少なくとも３ｍｍのクリアランスを画定してもよい。本発明の教示から逸脱することなく、ピンチポイント２７のための他のクリアランス寸法が適用されてもよいことを理解されたい。とりわけ、ピンチポイント２７は、関連する照明器具規格によって要求される最小クリアランス寸法に対応する任意の寸法を有してもよい。
【００２２】
ピンチポイント２７は、シールド要素１３とカバー２１との間にアーク放電経路を形成し、その結果、カバー２１（又はシールド要素１３）が例えば近くの落雷などに起因して突然の電気サージに晒される場合、関連する電荷が、ピンチポイント２７を越えてカバー２１からシールド要素１３（又はその逆）に移送される。このようにして、ピンチポイント２７を含むシールド要素１３は、カバー２１から電荷を集めるための避雷針として作用する。
【００２３】
シールド要素１３はさらに、少なくとも１つのアクティブ回路構成要素１５をバイパスする導電接続部１９'を介して端子又はアクティブ導体１７、１９のうちの一方に接続される。好ましくは、シールド要素１３は、このようにして、照明器具１０が主電源に接続される場合にシールド要素１３が主電源のニュートラル端子Ｎに接続されるように、第２の端子又はアクティブ導体１９に接続される。電気サージ事象の間、バイパス接続部１９'は、シールド要素１３によって集められた電荷が少なくとも１つのアクティブ回路構成要素１５を実質的に迂回し、それによって、少なくとも１つのアクティブ回路構成要素１５を破壊又は損傷から保護する。言い換えれば、シールド要素１３は、カバー２１と主電源との間に等電位ボンディングを提供し、それによって、少なくとも１つのアクティブ回路構成要素１５をサージ事象から保護する。この原理は、１つ以上のアクティブ回路構成要素を含む任意のタイプの照明器具１０に適用され得るが、この原理は、とりわけ、ライトエンジンとして１つ以上の固体照明要素、例えば、ＬＥＤを含む照明器具１０において有利である。なぜなら、斯かるライトエンジンは、とりわけ、サージ現象に関連する短い高エネルギ衝撃への暴露(exposure)に対して脆弱だからである。
【００２４】
図２に概略的に示されるように、シールド要素１３が、クリアランス２１内にピンチポイント２７を形成するためにカバー２１に面するバルジ（突出部）１４を含んでもよい。代替的に、図３に概略的に示されるように、カバー２１が、クリアランス２５内にピンチポイント２７を形成するためにシールド要素１３に面するバルジ（突出部）２２を含んでもよい。図４に概略的に示されるさらに別の実施形態では、シールド要素１３が、バルジ（突出部）１４を含み、カバー２１が、バルジ（突出部）２２を含み、それぞれのバルジ（突出部）１４、２２が、ピンチポイント２７を画定するように協働する。図２〜４に示されるバルジ（突出部）１４、２２は、ただ非限定的な例として、丸みを帯びた形状を有する。このようなバルジ（突出部）１４、２２は、所望の放電特性を有するピンチポイント２７を作り出すために、任意の適切な形状、例えば、尖った形状を有してもよい。
【００２５】
一実施形態では、照明器具１０は、屋外使用のための照明器具、例えば、街灯又は信号機であってもよい。本発明の教示が適用され得る他のタイプの屋外用照明器具は、当業者には直ちに明らかとなるであろう。ある実施形態における照明器具１０は、クラスＩＩ照明器具であり得る。斯かる照明器具は、とりわけ、斯かる照明器具において接地又はアースへの接続がないことに起因して本発明の実施形態の適用から利益を得る。
【００２６】
照明器具１０はさらに、例えば、照明器具１０の内部にアクセスする人を感電から保護するための追加の安全機能を含んでもよい。例えば、図５に概略的に示されるように、照明器具１０は、本体２１からカバー２１を取り外すと照明器具１０への電力供給を遮断するブレーカスイッチ２９を含んでもよい。斯かるブレーカスイッチ２９は、任意の適当な態様で、例えば、カバー２１がこのスイッチを押すと照明器具１０に電力を供給することを可能にし、斯かる圧力が無くなると照明器具１０への電力供給を遮断する、カバー２１と本体２３との間の圧力スイッチとして実装されてもよい。代替的に又は追加的に、照明器具１０の内部に基礎電気絶縁を提供するために、内部的に絶縁されたカバー(internally isolated cover)（図示せず）を含んでもよい。
【００２７】
図６は、少なくとも１つのアクティブ回路構成要素１５がライトエンジン１６に結合されたドライバ回路を含む照明器具１０の例示的な実施形態の態様を概略的に示す。ドライバ回路１５は、入力段１５ａ及び出力段１５ｂを含んでもよく、任意選択的に、例えば、フィリップスライティングコーポレーションにより販売されているＸｉｔａｎｉｕｍ（登録商標）絶縁ＬＶドライバのファミリーのように、入力段１５ａと出力段１５ｂとの間に絶縁部１５ｃを含んでもよい。ドライバ回路１５（又はライトエンジン１６）に触れる人を感電から保護するために、ドライバ回路１５の周りに及び任意選択的にライトエンジン１６の周りに電気絶縁体３０が設けられてもよい。ライトエンジン１６の周りの電気絶縁体３０の場合、斯かる電気絶縁体は、ライトエンジン１６の光出口面を覆う場合、少なくとも部分的に透明であるべきであることを理解されたい。前述のように、ライトエンジン１６は、ＬＥＤなどの１つ以上の固体照明要素を備えることが好ましい。電気絶縁体３０は、（図６には図示されない）シールド要素１３とカバー２１との間のピンチポイント２７を含むクリアランス２５によって提供されるサージ保護に加えて、照明器具１０に付加的な保護を提供する。誤解を避けるため、それぞれのアクティブ回路構成要素１５が、別個の電気絶縁体３０、例えば、斯かるアクティブ回路構成要素を覆う電気絶縁層を有してもよいことに留意されたい。そのような電気絶縁層には、任意の適切な電気絶縁材料、例えば、電気絶縁プラスチック材料、セラミック材料などが使用されてもよい。
【００２８】
上記の実施形態は本発明を限定するものではなく、当業者は添付の特許請求の範囲から逸脱することなく多くの代替実施形態を設計できることに留意されたい。特許請求の範囲において、括弧内に置かれた参照符号は、特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。「含む（comprising）」という語は、請求項に列挙された要素又はステップ以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。要素に先行する冠詞「a」又は「an」は、複数のそのような要素の存在を排除するものではない。本発明は、複数の個別の要素を有するハードウェアにより実現されることができる。いくつかの手段を列挙するデバイスの請求項において、これらの手段のいくつかは、同一のハードウェアのアイテムにより具体化されることができる。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用できないことを示すものではない。
【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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【国際調査報告】
2019517723.tif 000009
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