(57)【要約】【課題】安価な構成で点灯装置の寿命報知期間を十分に設けることができる照明用点灯装置、及びそれを用いた照明器具を提供する。【解決手段】容量が異なる共振コンデンサＣ１、Ｃ２とが互いに並列接続したコンデンサ並列回路４ａおよびインダクタＬを含む共振回路４と、共振回路４を介して無電極放電灯６に高周波電力を供給する高周波電源３とを備え、共振コンデンサＣ１よりも容量の小さい共振コンデンサＣ２に、共振回路４を構成する共振コンデンサＣ１、Ｃ３と比較して、容量の低減が始まるまでの累積使用時間が短いコンデンサを用いる。【選択図】図１
2011090997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１組が互いに容量が異なる複数のコンデンサが互いに並列接続したコンデンサ並列回路およびインダクタを含む共振回路と、当該共振回路を介して光源に高周波電力を供給する高周波電源と、コンデンサ並列回路を構成するコンデンサのうち、最も容量の小さい最小コンデンサの容量を最初に低減させる劣化促進手段とを備えることを特徴とする照明用点灯装置。
【請求項２】
前記劣化促進手段は、前記最小コンデンサに、前記共振回路を構成する他のコンデンサと比較して、容量の低減が始まるまでの累積使用時間が短いコンデンサを用いることで構成されることを特徴とする請求項１記載の照明用点灯装置。
【請求項３】
前記劣化促進手段は、前記最小コンデンサを前記インダクタ近傍に設置することで構成されることを特徴とする請求項１または２記載の照明用点灯装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の照明用点灯装置と、当該照明用点灯装置によって点灯する光源とを備えることを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明用点灯装置、及びそれを用いた照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光源を点灯させる照明用点灯装置において、点灯装置が寿命であるか否かを判別する寿命判別手段を備えた照明用点灯装置が提供されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
図５に従来例１の放電灯点灯装置の概略構成図、図６に寿命制御回路の回路構成図を示す。
【０００４】
従来例１の放電灯点灯装置に備えられた電子安定器１１０は、交流電源ＡＣからのヒューズＦを介しての出力を整流する整流回路１１と、整流回路１１からの整流出力を平滑する平滑回路１２と、平滑回路１２により平滑された直流電圧をチャージする大型の電解コンデンサＣと、平滑回路１２を制御する制御回路１５と、電解コンデンサＣからの直流電圧を高周波の交流電圧に変換し、ランプ負荷１４に出力するインバータ回路１３と、インバータ回路１３を制御するインバータ制御回路１６と、ランプ負荷１４の状態を検出しインバータ制御回路１６を制御する検出制御回路１７とで構成されている。
【０００５】
また、本従来例の放電灯点灯装置には、電子安定器１１０が寿命であるか否かを判別する寿命制御回路３３が備えられている。寿命制御回路３３は、高周波の脈流電圧が印加される電圧源ＶＡとアースとの間に抵抗Ｒ１２とコンデンサＣＸが直列に接続されており、抵抗Ｒ１２とコンデンサＣＸとの接続点とアースとの間には放電抵抗である抵抗Ｒ１１が接続されている。また、コンパレータＣＰの正極入力端子には、抵抗Ｒ１２とコンデンサＣＸとの間に電圧が入力され、負極入力端子には、所定の基準電圧Ｖｒｅｆが入力されている。そして、コンパレータＣＰの出力端子はコンデンサＣｃの高電位側に接続されるとともに、トランジスタＱ７のベースに接続される。このトランジスタＱ７はエミッタがアースに接続され、コレクタが抵抗Ｒ１３を介して電圧源ＶＢに接続されるとともに、抵抗Ｒ１４、発光ダイオードＬＥＤ１を介してアースに接続される。
【０００６】
ここで、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、コンデンサＣＸにより積算手段なる積算回路３０が構成され、コンパレータＣＰ、基準電圧Ｖｒｅｆにより寿命判別手段なる寿命判別回路３１が構成され、コンデンサＣｃ、抵抗Ｒ１３、Ｒ１４、トランジスタＱ７、発光ダイオードＬＥＤにより制御手段なる寿命報知回路３２が構成される。
【０００７】
積算回路３０において、コンデンサＣＸは寿命部品であり、時間経過につれてその容量が減退する。ここで、コンデンサＣＸにチャージされる電圧を脈流とすることで、コンデンサＣＸの容量の減退により平滑度が低下し、コンデンサＣＸの両端電圧が低下する。このコンデンサＣＸの両端電圧より時間経過が分かり、電子安定器の使用開始とともにコンデンサＣＸを用いることで、電子安定器の使用時間を検出できる。
【０００８】
上記の構成で、放電灯を点灯制御する電子安定器１１０の近傍に、積分回路３０と寿命判別回路３１と寿命報知回路３２からなる寿命制御回路３３が設置されいる。寿命判別回路３１のコンパレータＣＰは、コンデンサＣＸに充電される電圧源ＶＡからの電圧を基準電圧Ｖｒｅｆと比較し、コンデンサＣＸの充電電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ以下に低下したと判別したときに、寿命報知回路３２の発光ダイオードＬＥＤを点灯させて、電子安定器１１０が寿命であることを報知する。
【０００９】
次に、従来例２として共振回路を備えた無電極放電灯点灯装置（例えば、特許文献２）において、無電極放電灯点灯装置に備えられた共振回路のコンデンサの経年劣化による容量減少の特性を用いることで、無電極放電灯点灯装置の寿命を報知する方法が考えられ、以下に説明する。
【００１０】
図７に、従来例２の無電極放電灯点灯装置１の回路構成図を示す。
【００１１】
従来例２の無電極放電灯点灯装置（以下、点灯装置と略称する）２１は、図７に示すように、金属蒸気と不活性ガスとの混合気体である放電ガスを封入したバルブ２２に誘導コイル２３を含むカプラ（図示せず）を近接配置してなる無電極放電灯２４を点灯させるものであって、誘導コイル２３に高周波電力を供給することで誘導コイル２３から放電ガスに高周波電磁界を作用させる高周波電源回路２５と、無電極放電灯２４を調光点灯させるように高周波電源回路２５の出力を制御する時分割調光回路２６とを備えている。
【００１２】
高周波電源回路２５は、直流電圧を出力する直流電源部２７と、直流電源部２７の出力端間に直列に接続された一対のスイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２と、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２をオンオフ制御するインバータ駆動回路２８と、スイッチング素子Ｑ２２の両端間に接続されたインダクタＬ２１およびコンデンサＣ２１の直列回路と当該直列回路の接続点に一端が接続されたコンデンサＣ２２とからなる共振回路とを有している。コンデンサＣ２１のインダクタＬ２１とは反対側の端子はスイッチング素子Ｑ２２と共に回路グランドに接続され、コンデンサＣ２２の他端と回路グランドとの間には誘導コイル２３が接続される。ここで、直流電源部２７は、商用電源ＡＣを全波整流するダイオードブリッジＤＢと、ダイオードブリッジＤＢの出力端間に接続されたインダクタＬ２２およびスイッチ要素ＳＷ２１の直列回路と、スイッチ要素ＳＷ２１の両端間に接続されたダイオードＤ２１および平滑コンデンサＣ２３の直列回路と、スイッチ要素ＳＷ２１をオンオフ制御するチョッパ駆動回路２９とを具備し、スイッチ要素ＳＷ１を高周波スイッチングすることで平滑コンデンサＣ２３の両端に直流の出力電圧を発生する昇圧チョッパ回路からなる。
【００１３】
時分割調光回路６は、インバータ駆動回路２８に接続されインバータ駆動回路２８の動作を制御することで高周波電源回路２５の出力を制御するデューティ制御回路２１０と、ダイオードブリッジＤＢの入力端間（つまり商用電源ＡＣ）に接続された一対のコンデンサＣ２４，Ｃ２５の直列回路と、これらのコンデンサＣ２４，Ｃ２５の接続点とデューティ制御回路２１０の制御端子２１０ａとの間に接続されたダイオードＤ２２および抵抗Ｒ２２の直列経路と、ダイオードＤ２２および抵抗Ｒ２２の接続点と回路グランドとの間にそれぞれ接続されたコンデンサＣ２６および抵抗Ｒ２１とを備える。
【００１４】
そして、無電極放電灯２４の始動時および定常点灯時には、インバータ駆動回路２８がスイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２の制御端子に矩形波からなるスイッチング信号を出力しスイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２を所定のスイッチング周波数で交互にオンオフさせることにより、共振回路によって正弦波状に変換された高周波電力を誘導コイル２３に供給することで、無電極放電灯２４を始動および点灯させることができる。
【００１５】
また、共振回路を構成するコンデンサＣ２１、Ｃ２２は、累積使用時間が増大すると、劣化によってコンデンサの容量が減少していく。それによって、共振回路の共振周波数が変動し、インバータ駆動回路２８の動作周波数からずれ、無電極放電灯２４の光量が低下する。ここで、共振回路のコンデンサＣ２１、Ｃ２２の容量劣化による光量の低下を用いて、点灯装置２１の寿命を報知する構成が考えられる。
【００１６】
図８はコンデンサの累積使用時間に対する容量の変化を示すグラフである。コンデンサの容量の劣化が始まる前は、コンデンサの容量は略一定であり、無電極放電灯４を定格点灯することができる期間を点灯期間Ｔ１とする。また、累積使用時間ｔ１を経過すると、コンデンサの容量は急激に低減し始め、無電極放電灯４の光量が低下する期間を報知期間T２とする。また、累積使用時間ｔ２を経過すると、コンデンサの容量が過渡に低減したことによって、無電極放電灯４の点灯を維持することができなくなり消灯する。なお、累積使用時間ｔ２以後を消灯期間T３とする。
【００１７】
上記の構成によって、報知期間Ｔ２における無電極放電灯４の光量の低下を目視で確認することによって、ユーザーに点灯装置１の寿命を報知することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２０００−３４０３７８号公報
【特許文献２】特開２００９−１７６６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかし、従来例１では、点灯装置の寿命を検出するために、点灯装置とは別構成として寿命制御回路３３が必要となり、回路構成が複雑となり、コストが高くなる問題がある。
【００２０】
また、従来例２では、コンデンサは点灯期間Ｔ１が経過すると、急激にコンデンサの容量が劣化するので、劣化し始めてから消灯するまでの期間が短くなり、報知期間Ｔ２が短くなってしまう。そのため、ユーザーが点灯装置１の寿命を認識し、新たな点灯装置１に取り替える前に無電極放電灯４が消灯してしまうおそれがある。
【００２１】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、安価な構成で点灯装置の寿命報知期間を十分に設けることができる照明用点灯装置、及びそれを用いた照明器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
請求項１の発明は、少なくとも１組が互いに容量が異なる複数のコンデンサが互いに並列接続したコンデンサ並列回路およびインダクタを含む共振回路と、当該共振回路を介して光源に高周波電力を供給する高周波電源と、コンデンサ並列回路を構成するコンデンサのうち、最も容量の小さい最小コンデンサの容量を最初に低減させる劣化促進手段とを備えることを特徴とする。
【００２３】
請求項１の発明によれば、共振回路にコンデンサが互いに並列接続したコンデンサ並列回路を備えており、コンデンサ並列回路を構成するコンデンサのうち、最も容量の小さい最小コンデンサを最初に劣化させることによって、コンデンサ並列回路全体のコンデンサの容量の低下を緩やかにすることができる。したがって、光源の光量が低下してから消灯するまでの期間を長くすることができ、別構成として寿命を検出して報知する寿命制御回路を備える必要がなく、安価な構成で寿命報知期間を十分に長く設けることができる。
【００２４】
請求項２の発明は、請求項１記載の発明において、前記劣化促進手段は、前記最小コンデンサに、前記共振回路を構成する他のコンデンサと比較して、容量の低減が始まるまでの累積使用時間が短いコンデンサを用いることで構成されることを特徴とする。
【００２５】
請求項２の発明によれば、容量低減が始まるまでの累積使用時間が短いコンデンサを最小コンデンサとすることによって、最小コンデンサの容量を最初に低減させることができる。
【００２６】
請求項３の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記劣化促進手段は、前記最小コンデンサを前記インダクタ近傍に設置することで構成されることを特徴とする。
【００２７】
請求項３の発明によれば、発熱するインダクタの近傍に最小コンデンサを設置することで、インダクタの熱によって最小コンデンサの劣化が始まる時間が早くなり、最初に容量を低減させることができる。
【００２８】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の照明用点灯装置と、当該照明用点灯装置によって点灯する光源とを備えることを特徴とする。
【００２９】
請求項４の発明によれば、照明器具において、共振回路にコンデンサが互いに並列接続したコンデンサ並列回路を備えており、コンデンサ並列回路を構成するコンデンサのうち、最も容量の小さい最小コンデンサを最初に劣化させることによって、コンデンサ並列回路全体のコンデンサの容量の低下を緩やかにすることができる。したがって、光源の光量が低下してから消灯するまでの期間を長くすることができ、安価な構成で寿命報知期間を十分に設けることができる。
【発明の効果】
【００３０】
以上説明したように、本発明では、安価な構成で寿命報知期間を十分に設けることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態１の概略構成を示す図である。
【図２】同上のコンデンサ並列回路のコンデンサの容量の経時変化を示す図である。
【図３】（ａ）（ｂ）同上の照明器具の構成を示す図である。
【図４】同上の実施形態２の概略構成を示す図である。
【図５】従来例１の概略構成を示すブロック図である。
【図６】同上の寿命制御回路の回路構成を示す図である。
【図７】従来例２の回路構成を示す図である。
【図８】同上のコンデンサの容量の経時変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３３】
（実施形態１）
本発明の実施形態１を図１を用いて説明する。図１は、本実施形態の概略構成図である。本実施形態の照明用点灯装置（以下、点灯装置と略称する）は、交流電源ＡＣが出力する交流電圧を整流する整流回路１と、整流回路１が出力する整流出力を平滑して直流電圧を生成する直流電源回路２と、直流電源回路２が出力する直流電圧を高周波の交流電圧に変換する高周波電源３と、高周波電源３の出力端に接続される共振回路４と、共振回路４を介して高周波電力が供給される誘導コイル５とで構成されている。また、放電ガスを封入した無電極放電灯６が誘導コイル５に近接して配置されている。そして、誘導コイル５に高周波電力が供給されると、誘導コイル５から高周波電磁界が発生し、無電極放電灯６が点灯する。
【００３４】
本実施形態の共振回路４は、共振コンデンサＣ１、Ｃ２とが互いに並列接続したコンデンサ並列回路４ａと、インダクタＬと、共振コンデンサＣ３とを備えている。インダクタＬと共振コンデンサＣ３および誘導コイル５の直列回路が高周波電源３の出力端に接続されている。また、インダクタＬと共振コンデンサＣ３との間に、コンデンサ並列回路４ａが共振コンデンサＣ３および誘導コイル５に対して並列接続されている。したがって、本実施形態では、コンデンサ並列回路４ａの容量（共振コンデンサＣ１、Ｃ２の容量を加算した容量）と、共振コンデンサＣ３の容量と、インダクタＬのインダクタンスに基づいて共振回路４の共振周波数が決定される。
【００３５】
また、コンデンサ並列回路４ａを構成する共振コンデンサＣ１、Ｃ２は互いに容量が異なるコンデンサであり、共振コンデンサＣ２の容量は、共振コンデンサＣ１の容量よりも小さい。また、共振コンデンサＣ２（最小コンデンサＣ２）は、共振回路４を構成する共振コンデンサＣ１、Ｃ３と比較して、劣化による容量の低減が始まるまでの累積使用時間が短いコンデンサである。
【００３６】
また、コンデンサ並列回路４ａを構成する共振コンデンサＣ１、Ｃ２は、使用時間が増大すると、劣化によってコンデンサの容量が減少していく。それによって、共振回路４の共振周波数が変動し、高周波電源３の動作周波数からずれ、無電極放電灯６の光量が低下し、やがて消灯する。本実施形態は、コンデンサ並列回路４ａの容量の低減による無電極放電灯６の光量の低下を用いて、点灯装置の寿命をユーザーに報知する。
【００３７】
図２は共振コンデンサＣ１、Ｃ２および、コンデンサ並列回路４ａ（Ｃ１／／Ｃ２）の累積使用時間に対する容量の変化を示すグラフである。
【００３８】
累積使用時間がｔ１を経過する前は、共振コンデンサＣ１、Ｃ２およびコンデンサ並列回路４ａ（Ｃ１／／Ｃ２）の容量は略一定であり、無電極放電灯６を定格点灯することができる期間を点灯期間Ｔ１とする。
【００３９】
次に、累積使用時間がｔ１を経過すると、まず共振コンデンサＣ２の容量が急激に低減し始める。これは、上記で説明したように、共振コンデンサＣ２は、共振コンデンサＣ１よりも短い累積使用時間で容量の低減が始まるコンデンサを用いているためである。本実施形態では、累積使用時間ｔ１から、共振コンデンサＣ１の容量の低減が始まる累積使用時間ｔ２までの期間を報知期間Ｔ２として、報知期間Ｔ２における無電極放電灯６の光量の低下を目視で確認することによって、点灯装置の寿命をユーザーに報知する。
【００４０】
報知期間Ｔ２において、共振コンデンサＣ１の容量よりも小さい共振コンデンサＣ２の容量のみが低減するので、コンデンサ並列回路４ａ（Ｃ１／／Ｃ２）の容量に対する共振コンデンサＣ２の容量の低減量は少なく、コンデンサ並列回路４ａ（Ｃ１／／Ｃ２）の容量は緩やかに低減する。また、共振回路４の共振周波数はゆっくりと変動するので、無電極放電灯６の光量が低下する速度も遅くなる。したがって、報知期間Ｔ２におけるコンデンサ並列回路４ａの容量の低減を緩やかにすることができ、コンデンサ並列回路４ａの容量低減によって無電極放電灯６が消灯するまでの期間が長くなるので、報知期間Ｔ２を十分に長く設けることができる。なお、共振コンデンサＣ２のみが低減している報知期間Ｔ２の間は、無電極放電灯６の光量は低下するが、消灯しないように共振コンデンサＣ１、Ｃ２の容量が設計されている。
【００４１】
また、累積使用時間ｔ２を経過すると、共振コンデンサＣ１の容量も急激に低減し始めて、コンデンサ並列回路４ａ（Ｃ１／／Ｃ２）の容量が過度に低減したことによって、無電極放電灯６の点灯を維持することができなくなり消灯する。なお、累積使用時間ｔ２以後を消灯期間Ｔ３とする。
【００４２】
上記の構成によって、本実施形態の点灯装置は、点灯装置の寿命を検出して報知する寿命制御回路を備える必要がなく、安価な構成で点灯装置の寿命を報知する報知期間Ｔ２を十分に長く設けることができる。したがって、ユーザーが点灯装置の寿命を確実に認識することができ、寿命によって消灯する前に新たな照明器具に取り替えることができる。
【００４３】
また、共振コンデンサＣ２が劣化していく過程で、例えば熱暴走や破壊などが発生し、動作異常が生じても、共振コンデンサＣ２の容量は他のコンデンサと比較して小さいため、他の回路素子への影響を少なくすることができる。
【００４４】
また、本実施形態では無電極放電灯６を点灯させる点灯装置を用いて説明したが、例えば蛍光灯などの有電極放電灯を点灯させる点灯装置の共振回路に、上記で説明したコンデンサ並列回路４ａを備えることで、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
次に、上記で説明した点灯装置を備えた照明器具の例として、図３（ａ）（ｂ）に示すような照明器具Ａ、Ｂが考えられる。図３（ａ）は、照明器具Ａの一部が破断した正面図、図３（ｂ）は照明器具Ｂの外観斜視図である。図３（ａ）に示す照明器具Ａの筐体７は内部に点灯装置および無電極放電灯６を具備し、内部空間を密閉することにより防水性能が付与されたものであって、街路灯として屋外で使用される。また、図３（ｂ）に示す照明器具Ｂの筐体８も内部に点灯装置および無電極放電灯６を具備し、内部空間を密閉することで防水性能が付与されたものであって、電柱９等に取り付けられ防犯灯として屋外で使用される。照明器具Ａ、Ｂは、上記で説明した本発明の点灯装置を備えているので、照明器具Ａ、Ｂの寿命をユーザーが認識する報知期間Ｔ２が十分長く設けられており、寿命によって無電極放電灯６が消灯する前に、照明器具Ａ、Ｂを交換することができる。
【００４６】
（実施形態２）
図４に実施形態２の点灯装置の概略構成図を示す。
【００４７】
本実施形態は、実施形態１の照明用点灯装置と共振回路４のみの構成が異なり、他の構成は同様であるので、同一符号を付して説明は省略する。
【００４８】
本実施形態の共振回路４は、共振コンデンサＣ４、Ｃ５とが互いに並列接続したコンデンサ並列回路４ｂと、インダクタＬと、共振コンデンサＣ６とを備えている。インダクタＬと共振コンデンサＣ６の直列回路が高周波電源３の出力端に接続されている。また、コンデンサ並列回路４ｂと誘導コイル５の直列回路が共振コンデンサＣ６に対して並列接続されている。したがって、本実施形態では、コンデンサ並列回路４ｂの容量（共振コンデンサＣ４、Ｃ５の容量を加算した容量）と、共振コンデンサＣ６の容量と、インダクタＬのインダクタンスに基づいて共振回路４の共振周波数が決定される。
【００４９】
また、コンデンサ並列回路４ｂを構成する共振コンデンサＣ４、Ｃ５は互いに容量が異なるコンデンサであり、共振コンデンサＣ５の容量は、共振コンデンサＣ４の容量よりも小さい。また、共振コンデンサＣ５は、共振回路４を構成する共振コンデンサＣ４、Ｃ６と比較して、劣化による容量の低減が始まるまでの累積使用時間が短いコンデンサである。
【００５０】
上記の構成によって、まず共振コンデンサＣ５の容量が低減し始めることによって、実施形態１と同様に、コンデンサ並列回路４ｂの容量は緩やかに低減するので、報知期間Ｔ２を十分に長く設けることができる。
【００５１】
（実施形態３）
本実施形態は、上記で説明した実施形態１のコンデンサ並列回路４ａの共振コンデンサＣ２または、実施形態２のコンデンサ並列回路４ｂの共振コンデンサＣ５の劣化による容量の低減が始まる累積使用時間を短くするために、共振コンデンサＣ２または共振コンデンサＣ５を共振回路４のインダクタＬ近傍に設置している。インダクタＬの近傍に共振コンデンサＣ２または共振コンデンサＣ５が設置されることにより、インダクタＬから生じる熱によって、劣化による容量の低減が始まる累積使用時間を確実に短くすることができ、さらに報知期間Ｔ２を長く設けることができる。また、劣化による容量の低減が始まるまでの累積使用時間が短いコンデンサを選別する必要がない。なお、他の構成は実施形態１または実施形態２と同様である。
【００５２】
なお、共振コンデンサＣ２または共振コンデンサＣｓ２の設置は、インダクタＬの近傍に限らず、高熱を発生する場所であればよい。
【符号の説明】
【００５３】
１    整流回路
２    直流電源回路
３    高周波電源
４    共振回路
５    誘導コイル
６    無電極放電灯
４ａ  コンデンサ並列回路
【図１】
2011090997.tif 000003
【図２】
2011090997.tif 000004
【図３】
2011090997.tif 000005
【図４】
2011090997.tif 000006
【図５】
2011090997.tif 000007
【図６】
2011090997.tif 000008
【図７】
2011090997.tif 000009
【図８】
2011090997.tif 000010