(57)【要約】【課題】暗所や長期間放置後の始動性を向上しつつ製造コストの削減や小型化を図る。【解決手段】商用交流電源ＡＣからの給電が開始されると、第１の電力変換手段３の平滑コンデンサＣ１０を通して突入電流が流れる。そして、突入電流の通電経路の途中に挿入された始動補助光源５が突入電流によって発光する。このとき、突入電流が流れている期間においては第１の電力変換手段３及び第２の電力変換手段４の何れも動作を開始していないため、第２の電力変換手段４から誘導コイル２に高周波電力が供給される前に無電極放電灯１のバルブ内に初期電子を生成することができて暗所や長期間放置後の始動性を向上できる。しかも、突入電流を利用して始動補助光源５を発光させるから、従来例のような始動補助光源用の点灯回路が不要となって製造コストの削減や小型化が図れる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電ガスを封入したバルブに誘導コイルが近接配置されてなる無電極放電灯を点灯させる無電極放電灯点灯装置であって、
少なくとも平滑用の容量素子を有し外部から給電される交流電力を整流し且つ平滑して直流電力に変換する第１の電力変換手段と、第１の電力変換手段で変換された直流電力を高周波電力に変換して誘導コイルに供給する第２の電力変換手段と、無電極放電灯の近傍に配置される始動補助光源とを備え、
始動補助光源は、一対の入力端子を有し、当該入力端子間に通電されることで発光するものであって、外部の交流電源から前記容量素子に至る電路の途中に一対の入力端子が直列に接続されることを特徴とする無電極放電灯点灯装置。
【請求項２】
外部の交流電源から前記容量素子に至る電路の途中に設けられて前記一対の入力端子を迂回する迂回路と、当該迂回路に挿入された常開型のスイッチ要素と、無電極放電灯の点灯を検出したときに前記迂回路に挿入されたスイッチ要素を閉成する検出手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項３】
外部からの給電開始時に前記電路に流れる突入電流を抑制する突入電流抑制回路を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記突入電流抑制回路は、前記電路に挿入される電流制限素子と、当該電流制限素子を短絡する短絡回路とを具備し、始動補助光源の一対の入力端子が電流制限素子と直列に接続されることを特徴とする請求項３記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項５】
前記電流制限素子が始動補助光源からなることを特徴とする請求項４記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載された無電極放電灯点灯装置と、無電極放電灯を支持する灯体とを有す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、無電極放電灯を点灯する無電極放電灯点灯装置及び、その無電極放電灯点灯装置を有する照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無電極放電灯を暗所で点灯する場合や消灯状態で長期間放置された後に点灯する場合、バルブ内に存在する初期電子が非常に少なくなっているために明るい所で始動する場合や消灯後にすぐに点灯する場合と比較して始動に要する時間が長くなるという問題がある。
【０００３】
このような問題を解決するために従来では、無電極放電灯のバルブ近傍に始動補助光源を配設し、始動補助光源の光をバルブ内の放電空間に放射して初期電子を生成することによって暗所や長期放置後の始動性の向上（始動時間の短縮）を図っていた（例えば、特許文献１参照）。尚、無電極放電灯が始動した後は始動補助光源を消灯してもよく、特許文献１では始動時から所定時間（１０秒）が経過したら強制的に消灯するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１８０８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載されている従来例では、電源が投入されて無電極放電灯に近接配置されている誘導コイルに高周波電流が流れると同時に始動補助光源を点灯している（特許文献１の段落００１６参照）。しかしながら、理想的にはバルブ内に十分な初期電子を生成した後に誘導コイルに高周波電流を流して始動することが望ましい。しかも、特許文献１に記載されている従来例では始動補助光源を点灯する点灯回路が必要であり、これによって製造コストの増大や無電極放電灯点灯装置のサイズが大きくなるという問題も生じる。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、暗所や長期間放置後の始動性を向上しつつ製造コストの削減や小型化を図ることができる無電極放電灯点灯装置及び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】
【０００７】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、放電ガスを封入したバルブに誘導コイルが近接配置されてなる無電極放電灯を点灯させる無電極放電灯点灯装置であって、少なくとも平滑用の容量素子を有し外部から給電される交流電力を整流し且つ平滑して直流電力に変換する第１の電力変換手段と、第１の電力変換手段で変換された直流電力を高周波電力に変換して誘導コイルに供給する第２の電力変換手段と、無電極放電灯の近傍に配置される始動補助光源とを備え、始動補助光源は、一対の入力端子を有し、当該入力端子間に通電されることで発光するものであって、外部の交流電源から前記容量素子に至る電路の途中に一対の入力端子が直列に接続されることを特徴とする。
【０００８】
請求項１の発明によれば、外部からの給電が開始されると第１の電力変換手段が有する容量素子を通して突入電流が流れるが、突入電流の通電経路（外部の交流電源から前記容量素子に至る電路）の途中に始動補助光源の入力端子を直列接続しているため、突入電流が流れることで始動補助光源が発光し、第２の電力変換手段から誘導コイルに高周波電力が供給される前に無電極放電灯のバルブ内に初期電子を生成することができる。その結果、暗所や長期間放置後の始動性を向上することができ、しかも、突入電流を利用して始動補助光源を発光させるから始動補助光源用の点灯回路が不要となって製造コストの削減や小型化を図ることができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、外部の交流電源から前記容量素子に至る電路の途中に設けられて前記一対の入力端子を迂回する迂回路と、当該迂回路に挿入された常開型のスイッチ要素と、無電極放電灯の点灯を検出したときに前記迂回路に挿入されたスイッチ要素を閉成する検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明によれば、無電極放電灯が点灯したら検出手段がスイッチ要素を閉成して迂回路を形成するため、無電極放電灯の点灯中は始動補助光源を消灯させることができて始動補助光源の長寿命化が図れる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、外部からの給電開始時に前記電路に流れる突入電流を抑制する突入電流抑制回路を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明によれば、突入電流を抑制して回路部品へのストレスを低減することができる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記突入電流抑制回路は、前記電路に挿入される電流制限素子と、当該電流制限素子を短絡する短絡回路とを具備し、始動補助光源の一対の入力端子が電流制限素子と直列に接続されることを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記電流制限素子が始動補助光源からなることを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明によれば、電流制限素子を始動補助光源で兼用することによって回路構成の簡素化による製造コストの削減と小型化が図れる。
【００１６】
請求項６の発明は、上記目的を達成するために、請求項１〜５の何れかに記載された無電極放電灯点灯装置と、無電極放電灯を支持する灯体とを有することを特徴とする。
【００１７】
請求項６の発明によれば、請求項１〜５の何れかの発明と同様の作用を奏する照明器具が提供できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、暗所や長期間放置後の始動性を向上しつつ製造コストの削減や小型化を図ることができる無電極放電灯点灯装置及び照明器具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る無電極放電灯点灯装置の実施形態１を示す概略回路構成図である。
【図２】本発明に係る無電極放電灯点灯装置の実施形態２を示す概略回路構成図である。
【図３】同上の動作説明用のタイムチャートである。
【図４】（ａ），（ｂ）は本発明に係る無電極放電灯点灯装置の実施形態３を示す概略回路構成図である。
【図５】本発明に係る照明器具の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（実施形態１）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、図１に示すように少なくとも平滑用の容量素子（平滑コンデンサＣ１０）を有し、商用交流電源ＡＣから給電される交流電力を整流し且つ平滑して直流電力に変換する第１の電力変換手段３と、第１の電力変換手段３で変換された直流電力を高周波電力に変換して無電極放電灯１に近接配置されている誘導コイル２に供給する第２の電力変換手段４と、無電極放電灯１の近傍に配置される始動補助光源５とを備えている。
【００２１】
第１の電力変換手段３は、ダイオードブリッジからなる全波整流回路３０と、チョッパチョークＬ４，ダイオードＤ１，スイッチング素子Ｑ１，平滑コンデンサＣ１０を有する昇圧チョッパ回路とで構成されており、図示しないチョッパ制御回路によりスイッチング素子Ｑ１をスイッチングすることによって平滑コンデンサＣ１０の両端に昇圧され且つ整流平滑された直流電力を出力するものである。但し、このような昇圧チョッパ回路は従来周知であるから詳細な説明は省略する。
【００２２】
第２の電力変換手段４は、例えば、平滑コンデンサＣ１０の両端間に直列接続された一対のスイッチング素子（図示せず）並びにローサイドのスイッチング素子と誘導コイル２との間に挿入された共振回路（図示せず）を具備するハーフブリッジ型のインバータ回路４０と、インバータ回路４０のスイッチング素子を交互に高周波数でスイッチングする駆動回路４１と、駆動回路４１を制御してスイッチング素子のスイッチング周波数を可変するスイッチング周波数制御回路４２とを有している。スイッチング周波数制御回路４２は、駆動回路４１がスイッチング素子を駆動（スイッチング）する周波数（駆動周波数）を共振回路の共振周波数に近付けることでインバータ回路４０の高周波出力（高周波電力）を増大し、共振周波数から遠ざけることでインバータ回路４０の高周波出力を減少させることができる。尚、このように構成される第２の電力変換手段４は従来周知であるから詳細な説明は省略する。
【００２３】
始動補助光源５は一対の入力端子５ａ，５ａを有し、入力端子５ａ，５ａ間に通電されることで発光するものであって、例えば、発光ダイオードや白熱灯などが好適である。
【００２４】
ここで本実施形態は、外部の商用交流電源ＡＣから平滑コンデンサＣ１０に至る電路の途中に始動補助光源５の一対の入力端子５ａ，５ａが直列に接続される点に特徴がある。具体的には、図１（ａ）に示すように昇圧チョッパ回路を構成するダイオードＤ１のカソードに一方の入力端子５ａを接続するとともに他方の入力端子５ａを平滑コンデンサＣ１０の高電位側の端子に接続すればよい。あるいは、図１（ｂ）に示すように昇圧チョッパ回路を構成するチョッパチョークＬ４の一端に一方の入力端子５ａを接続するとともに他方の入力端子５ａをスイッチング素子Ｑ１の一端に接続してもよいし、さらには図１（ｃ）に示すように商用交流電源ＡＣに一方の入力端子５ａを接続するとともに他方の入力端子５ａを全波整流回路３０の一方の交流入力端子に接続してもよい。
【００２５】
而して、商用交流電源ＡＣからの給電が開始されると、第１の電力変換手段３が有する容量素子（平滑コンデンサＣ１０）を通して１〜２ミリ秒程度の期間だけ数十アンペアの大電流（突入電流）が流れるが、上述したように突入電流の通電経路の途中に始動補助光源５の入力端子５ａ，５ａを直列接続しているため、突入電流が流れることで始動補助光源５が発光する。このとき、突入電流が流れている期間においては第１の電力変換手段３及び第２の電力変換手段４の何れも動作を開始していないため、第２の電力変換手段４から誘導コイル２に高周波電力が供給される前に無電極放電灯１のバルブ内に初期電子を生成することができて暗所や長期間放置後の始動性を向上することができる。しかも、突入電流を利用して始動補助光源５を発光させるから、従来例のような始動補助光源用の点灯回路が不要となって製造コストの削減や小型化を図ることができるという利点がある。さらに、始動補助光源５によって突入電流を抑制することができるという利点もある。
【００２６】
（実施形態２）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、図２に示すように商用交流電源ＡＣから平滑コンデンサＣ１０に至る電路の途中に設けられて始動補助光源５の一対の入力端子５ａ，５ａを迂回する迂回路６と、迂回路６に挿入された常開型のスイッチ要素７と、無電極放電灯１の点灯を検出したときに迂回路６に挿入されたスイッチ要素７を閉成する検出手段とを備えている。但し、迂回路６，スイッチ要素７，検出手段以外の構成は実施形態１と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００２７】
スイッチ要素７は迂回路６に設けられた一対の接点を開閉するリレーや、迂回路６に挿入された半導体スイッチング素子などで構成されている。
【００２８】
検出手段は、誘導コイル２の両端間に接続された分圧抵抗Ｒ５，Ｒ６と、分圧抵抗Ｒ５，Ｒ６で抵抗分圧された誘導コイル２の両端電圧に基づいて無電極放電灯１の点灯を検出するとともに点灯を検出したときに制御信号を出力してスイッチ要素７を閉成させる制御部８とで構成されている。
【００２９】
図３に示すように商用交流電源ＡＣからの給電が開始されると（時刻ｔ１）、突入電流Ｉrushが流れて始動補助光源５が発光（点灯）するが、その後、第１及び第２の電力変換手段３，４が動作して無電極放電灯１を始動・点灯すると（時刻ｔ２〜ｔ３）、無電極放電灯１の点灯を検出した制御部８がスイッチ要素７を閉成することで迂回路６が形成されるために始動補助光源５が消灯する（時刻ｔ３）。
【００３０】
而して本実施形態によれば、無電極放電灯１が点灯したら検出手段（制御部８）がスイッチ要素７を閉成して迂回路６を形成するため、無電極放電灯１の点灯中（時刻ｔ３以降）は始動補助光源５を消灯させることができて始動補助光源５の長寿命化が図れるという利点がある。尚、本実施形態では昇圧チョッパ回路を構成するチョッパチョークＬ４とスイッチング素子Ｑ１との間に始動補助光源５を挿入しているが、これに限定する趣旨ではなく、ダイオードＤ１のカソードと平滑コンデンサＣ１０との間や（図１（ａ）参照）、商用交流電源ＡＣと全波整流回路３０の間（図１（ｃ）参照）に始動補助光源５を挿入する構成であっても構わない。
【００３１】
（実施形態３）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、図４に示すように突入電流を抑制する突入電流抑制回路９を備えている。但し、突入電流抑制回路９以外の構成は実施形態１と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３２】
突入電流抑制回路９は、図４（ａ）に示すように全波整流回路３０の高電位側の出力端にカソードが接続されるとともにアノードがチョッパチョークＬ４に接続されたサイリスタＱ２と、チョッパチョークＬ４に流れる電流を利用してサイリスタＱ２を点弧する点弧回路９０と、サイリスタＱ２のアノードと全波整流回路３０の低電位側の出力端との間に挿入されたコンデンサＣ５と、サイリスタＱ２のカソード−アノード間に並列接続されたＰＴＣサーミスタからなる電流制限素子１０とで構成される。但し、図４（ａ）に示す構成では電流制限素子１０に始動補助光源５が直列接続されている。
【００３３】
点弧回路９０は、チョッパチョークＬ４に磁気結合された二次巻線９０ａと、整流用のダイオードＤ５と、抵抗Ｒ４，Ｒ６０及びコンデンサＣ７からなる遅延回路と、限流用の抵抗Ｒ３と、放電用の抵抗Ｒ２と、平滑用のコンデンサＣ６とで構成され、二次巻線９０ａに生じる誘導起電力をサイリスタＱ２のゲートに印加することでサイリスタＱ２を点弧（ターンオン）させる。
【００３４】
商用交流電源ＡＣからの給電が開始されると、その時点では点弧回路９０がサイリスタＱ２を点弧していないために突入電流が電流制限素子１０と始動補助光源５に流れ、始動補助光源５が発光（点灯）するとともに電流制限素子１０によって突入電流が抑制され、その結果、無電極放電灯１の始動性が向上するとともに突入電流による回路部品へのストレスも低減できる。そして、電流制限素子１０並びに始動補助光源５を介してチョッパチョークＬ４に突入電流が流れることで二次巻線９０ａに誘導起電力が生じ、遅延回路による遅延時間経過後に点弧回路９０によってサイリスタＱ２が点弧される。サイリスタＱ２が点弧すれば、電流制限素子１０と始動補助光源５の直列回路に電流が流れなくなって始動補助光源５が消灯する。そのため、無電極放電灯１の点灯中には電流制限素子１０や始動補助光源５による電力消費はなく、始動補助光源５の長寿命化も図れる。
【００３５】
ここで、図４（ｂ）に示すようにＰＴＣサーミスタを取り除いて始動補助光源５を電流制限素子に兼用してもよく、このような構成を採用すれば回路構成の簡素化による製造コストの削減と小型化が図れるという利点がある。
【００３６】
（実施形態４）
本実施形態の照明器具を図５に示す。この照明器具は、実施形態１〜３の何れかの無電極放電灯点灯装置Ａと、無電極放電灯１を支持する灯体Ｂとを有している。無電極放電灯点灯装置Ａは金属製のケース１００内に収納され、ケース１００から引き出された電源ケーブル１０１が商用交流電源ＡＣと接続されている。
【００３７】
灯体Ｂは、例えば、アクリル樹脂やガラスのような透光性材料によって筒状に形成されており、その内底面に無電極放電灯点灯装置Ａのケース１００が固定されるとともに電源ケーブル１０１が側壁下部に設けられた貫通孔１０２を通して外部に導出されている。
【００３８】
ケース１００の上面には円筒形状の支持体２０１と、支持体２０１の外周面に設けられたコア２０２と、コア２０２の外周面に巻回された誘導コイル２とを有するカプラ２０が配設されている。無電極放電灯１は電球型のバルブ１ａの一部を内側に凹ませた凹部（キャビティ）１ｂを有しており、このキャビティ１ｂ内に誘導コイル２を挿入するようにしてカプラ２０に着脱自在に装着される。またケース１００上面には支柱１０３が立設され、この支柱１０３の先端に始動補助光源５が設けられている。
【符号の説明】
【００３９】
１  無電極放電灯
２  誘導コイル
３  第１の電力変換手段
４  第２の電力変換手段
５  始動補助光源
５ａ  入力端子
Ｃ１０  平滑コンデンサ（容量素子）
【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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