(57)【要約】【課題】電気部品の寿命時期には特定の電気部品を確実に電気回路上切断して電気機器を実質的に不作動にできる電気機器、放電灯点灯装置およびこの点灯装置を使用した照明装置を提供する。【解決手段】特定の電気部品３に対応するランド６と、他の電気部品２に対応するランド５との形状を異ならせる。電気機器が寿命間近まで使用された場合、電気部品とランドとを接続しているハンダもヒートサイクルの繰返し等により劣化が進行する。このような状況において、特定の電気部品はその端子とランドとを接続しているハンダ量が少ないから、ハンダ部の劣化の進行が早く、他のハンダ部より早期にクラック等が発生して、特定の電気部品を電気回路から切り離すことになる。【選択図】  図２
2008226476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電路およびこの電路に連続して形成された複数個のランドを有する配線板と；
端子を対応するランドにハンダ付されて配線板に装着された複数個の電気部品と：
を具備し、  
前記配線板の各ランドは、前記複数個の電気部品の内予め選定された特定の電気部品に対応するものが、他の電気部品に対応するものよりハンダの付着量が少なくなるように互いの形状が異なっていることを特徴とする電気機器。
【請求項２】
商用電源電圧を整流して直流電圧を出力する直流電源装置と；
スイッチング装置を有し、このスイッチング装置のスイッチング動作により直流電源装置からの出力電圧を交流電圧に変換して放電灯を点灯する変換装置と；
放電灯の異常状態を検知して直流電源装置および変換装置の少なくとも一方の作動を制御して変換装置の出力を停止または低減する安全装置と；
電路およびこの電路に連続して形成された複数個のランドを有する配線板と；
端子を対応するランドにハンダ付されて配線板に装着され、上記直流電源装置、変換装置および安全装置の少なくとも一部を構成する複数個の電気部品と：
を具備し、  
前記配線板の各ランドは、前記複数個の電気部品の内直流電源装置または変換装置を構成する部品の内の特定の電気部品に対応するものが、安全装置を構成する部品を含む他の電気部品に対応するものよりハンダの付着量が少なくなるように互いの形状が異なっていることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項３】
照明器具本体と；
照明器具本体に取り付けられた放電灯と；
放電灯を点灯する請求項２記載の放電灯点灯装置と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線板に複数個の電気部品を装着してなる電気機器、放電灯点灯装置およびこの放電灯点灯装置を用いた照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
配線板に複数個の電気部品を装着して構成された電気機器は、外力による機械的な損壊を除けば、装着した電気部品の寿命またはハンダを含む電路部の劣化により寿命に至るといえる。しかし、電気部品は、寿命に至った場合でも直ちに正常状態から完全な開放、短絡等に至るのではなく、ある程度長い時間をかけて劣化が進んでいくことが多い。例えば、巻線部品であれば徐々に層間短絡が進行したり、電解コンデンサであれば徐々に電解液が減少して容量が低下するとともに内部インピーダンスの増加が進行したりするのである。
【０００３】
したがって、相対的に信頼性の低い（あるいは寿命が短い）部品が大きな電力を扱う回路部分に用いられているような場合であって、その信頼性の低い部品が劣化した場合には、その部品ひいては電気機器の異常が認識できないまま継続使用されることになる。そして、やがて電気部品の劣化部分が異常発熱して発火、燃焼に至ったり、劣化の進んだ電気部品が破裂したりする問題が懸念される。
【０００４】
これに対し、電気機器には通常電流ヒューズや温度ヒューズが設けられたり、電気信号の異常を検知して保護動作を行う安全装置が設けられたりするが、全ての電気部品の異常に対応することは実質上困難である。
【０００５】
一方、従来、配線板に複数個の電気部品を装着する場合、格別大形または小形の部品用を除いて、電気部品の端子を接続するためのランドはその形状が同一に形成されているため、ハンダ接続状態も基本的には差が無く、全て同じ条件であった。したがって、電気機器の予測寿命間近になった場合に、ハンダのクラック等電路部の劣化により特定の電気部品を優先的に電気回路から切離すことはできなかった。
【０００６】
なお、配線板への電子部品の実装方法として、特許文献１のものが提案されている。この特許文献１のものは、電子部品の端子形状に合わせてハンダペーストの塗布厚さを変えたり、電子部品のリフロー加熱温度に合わせてハンダペーストの種類を変えたりするものである。
【特許文献１】特開２００４−２２１３７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、電気部品が寿命により劣化しても自己の機能停止には至らないことが多い。また、配線板のランド形状が同一である電気機器では経年変化によりどの電気部品が電気接続を断たれるか特定できないものであった。したがって、寿命末期に近づいた電気機器を安全な状態で確実に寿命に至らせることが保証されていなかった。
【０００８】
また、特許文献１のものは、接合信頼性を高めたり、部品の熱ダメージを少なくしたりすることを目的とするものであって、寿命との関係で特定の部品の電気接続を断つためにハンダ厚さを異ならせる等の技術を示しているものではない。したがって、特許文献１のものも、電気機器を安全、確実に寿命に至らせることができない。
【０００９】
もとより、電気機器を構成する電気部品に応じてハンダペースト厚さを異ならせることは、格別な装置が必要であるため、電気機器のコストアップを招来するものである。
【００１０】
本発明は、比較的簡単な構成で特定の電気部品の寿命予測時期にはこの特定の電気部品を確実に電気回路上切断して電気機器を実質的に不作動にできる電気機器、放電灯点灯装置およびこの点灯装置を使用した照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の電気機器は、電路およびこの電路に連続して形成された複数個のランドを有する配線板と；端子を対応するランドにハンダ付されて配線板に装着された複数個の電気部品と：を具備し、前記配線板の各ランドは、前記複数個の電気部品の内予め選定された特定の電気部品に対応するものが、他の電気部品に対応するものよりハンダの付着量が少なくなるように互いに形状が異なっていることを特徴とする。
【００１２】
本発明において、以下の用語の意味または限定範囲はつぎのように定義するものとする。配線板は、その材質は限定されないし、電路が片面にのみ設けられたもの、また、表裏に形成されたいわゆる両面配線板、あるいは電路が複数層形成された多重配線板であってもよい。さらに、配線板は一枚に必要な電気部品の全てを装着して電気機器を構成する他、複数枚で電気機器を構成するものであってもよい。
【００１３】
電気部品は、抵抗、コンデンサ、インダクタ、半導体素子等電気的に作用するもので、電気機器を構成するうえで必要なものの全てが対象となり得る。
【００１４】
そして、特定の電気部品は電気部品全体の中でも相対的に信頼性が低く、かつ、その電気部品が劣化した場合には異常発熱や破裂の虞のあるもの、およびあるいはまたはその電気部品が電気回路から切離されると電気機器としての出力が停止ないしは実質的に電気機器として機能しない程度に低減するものが１個または複数個選定される。このような特定の電気部品は、一般的には回路構成上相対的に大きな電力を扱う箇所に用いられるので、電力供給の主回路部から選定することができる。また、このような選定に際しては、当該電気機器における過去の故障事例を参考にすることも有効である。
【００１５】
なお、電気機器が、自己または負荷の状態を検知して安定化のためのフィードバック制御する安定化装置や、自己または負荷の異常状態を検知して出力を停止または低減する安全装置を有している場合には、これら安定化装置や安全装置を構成する電気部品からは前記特定の電気部品を選定しないのが得策である。その理由は、安定化装置や安全装置を構成する電気部品が先に回路から切り離されて、安定化装置や安全装置が機能しなくなることによって暴走が生じる心配があるからである。
【００１６】
ハンダは、材料によって限定されるものではない。したがって、例えば鉛含有ハンダでも鉛フリーハンダでもよい。
【００１７】
ハンダの付着量を異ならせるために互いに異なるランドの形状としては、例えば、一方を円形のランドとするのに対して他方を半円形や三日月状としたり、互いの直径が異なる円形としたりすることができる。しかし、これらはあくまで一例であって、相互にハンダの付着量が異なる各種形状の組合せを採用し得るものである。
【００１８】
なお、従来の電気機器においても、ランドの直径を異ならせたものは存在するが、これは上述のように格別大形または小形の部品用であったり、通流する電流の大小に対応させたりするものである。したがって、本発明が上述のように選定される特定の電機部品に対応して、信頼性を低下させる方向に異形にしているのとは技術的に別異である。
【００１９】
また、異形のランドを形成する手段としては、ランドの原形そのものを異ならせる手段、レジスト層でマスクすることによりハンダ接続されるランド形状を異ならせる手段、またはその他の手段を適宜採用し得る。上記のレジスト層でマスクする手段は、レジスト層のマスクパターンを設計するだけで異なるランド形状を得られるので比較的容易に実施できる点で有益である。
【００２０】
電気機器は、その種類が限定されるものではなく、各種のものに採用し得る。
【００２１】
つぎに、本発明の特徴的作用について説明する。電気機器が寿命間近まで使用された場合、電気部品とランドとを接続しているハンダもヒートサイクルの繰返し等により劣化が進行する。このような状況において、特定の電気部品はその端子とランドとを接続しているハンダ量が少ないから、ハンダ部の劣化の進行が早く、他のハンダ部より早期にクラック等が発生して、特定の電気部品を電気回路から切り離すことになる。この場合、寿命末期に近づいた特定の電気部品が発熱するため、この発熱、温度上昇によりハンダの劣化が促進されることもある。
【００２２】
請求項２に記載の放電灯点灯装置は、商用電源電圧を整流して直流電圧を出力する直流電源装置と；スイッチング装置を有し、このスイッチング装置のスイッチング動作により直流電源装置からの出力電圧を交流電圧に変換して放電灯を点灯する変換装置と；放電灯の異常状態を検知して直流電源装置および変換装置の少なくとも一方の作動を制御して変換装置の出力を停止または低減する安全装置と；電路およびこの電路に連続して形成された複数個のランドを有する配線板と；端子を対応するランドにハンダ付されて配線板に装着され、上記直流電源装置、変換装置および安全装置の少なくとも一部を構成する複数個の電気部品と：を具備し、前記配線板のランドは、前記複数個の電気部品の内直流電源装置または変換装置を構成する部品の内の特定の電気部品に対応するものが、安全装置を構成する部品を含む他の電気部品に対応するものよりハンダの付着量が少なくなるように互いの形状が異なっていることを特徴とする。
【００２３】
直流電源装置、変換装置および安全装置の個々または相互の組合せ自体は既に周知であり、当業者にとっては適宜設計可能なものである。本発明においても、これら直流電源装置、変換装置および安全装置の構成を限定するものではなく、必要に応じて任意のものを採用可能である。
【００２４】
変換装置が変換する交流電圧とは、正弦波、矩形波、またはその他の波形の交流電圧であってもよく、また、その周波数は限定されない。しかし、一般的には、可聴周波数以上である高周波例えば２０ＫＨｚ〜１００ＫＨｚの間であると、装置の小形化軽量化が図れるという点で有利である。
【００２５】
本発明においては、特定の電気部品として例えば直流電源装置における平滑用の電解コンデンサを選定することができる。一般に、電解コンデンサは信頼性が低く、かつ、直流電源装置の平滑用として用いられた場合、電源投入時の突入電流や通常動作時の充放電により経時劣化が大きいからである。
【００２６】
請求項３に記載の照明装置は、照明器具本体と；照明器具本体に取り付けられた放電灯と；放電灯を点灯する請求項２記載の放電灯点灯装置と；を具備していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１記載の発明は、特定の電気部品に対応したランドとそれ以外の電気部品に対応したランドとの形状を異ならせることによって、特定の電気部品の想定寿命末期時にはこの特定の電気部品を他の部品よりも早い時期に電気回路上切離すことができる。これにより、電気機器を安全に寿命状態（実質作動停止）にできる。
【００２８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明と同様に、放電灯点灯装置を構成する電気部品の内の特定の部品の想定寿命末期時には、特定の電気部品をより早い時期に回路上切離すことができる。これにより、放電灯点灯装置を安全に寿命状態にできる。
【００２９】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明の放電灯点灯装置を用いるから、施設、使用者または被照明エリアの利用者にとっても安全な照明装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の一実施形態を図１ないし図３を参照して説明する。図１は電気機器の一実施形態を示す平面図、図２は同じく電路およびランドの一実施形態を示す部分拡大平面図、図３は電気機器としての放電灯点灯装置の一例を示す回路図である。
【００３１】
図１において、配線板１には複数個の電気部品２、…、３が搭載されている。これら電気部品２、…、３は、図３に示す放電灯点灯装置を構成するものである。
【００３２】
図３の放電灯点灯装置は、商用電源１０の出力電圧を整流、平滑化して出力する直流電源装置１１、この直流電源装置１１の出力を高周波交流電圧に変換して放電灯１２を点灯する変換装置１３を有する。またさらに、放電灯１２の両端間電圧等の電気信号に応じて直流電源装置１１および変換装置１３の少なくとも一方の作動を制御する安全装置１４を有している。
【００３３】
直流電源装置１１は、整流装置１５を有し、さらにこの整流装置１５の出力側にアクティブフィルタとして機能する昇圧形のチョッパを構成するインダクタ１６、スイッチング装置１７、逆流防止用のダイオード１８および平滑用の電解コンデンサ１９を有している。
【００３４】
変換装置１３は、直流電源装置１１の出力端間に互いに直列接続された一対のスイッチング装置２０、２１を備える直列インバータを構成しているものである。前記一方のスイッチング装置２１には直流カット用のコンデンサ２２、共振兼限流用のインダクタ２３、放電灯１２の直列回路が並列に設けられている。放電灯１２は蛍光ランプのような熱陰極形の放電灯であって、一対の電極の各非電源側端間に共振兼電極予熱用のコンデンサ２４が接続されている。
【００３５】
安全装置１４は、スイッチング装置１７に対してオンデューティ制御の信号を出力するチョッパ制御回路２５を有し、スイッチング装置２０、２１に対しては、交互にオンオフする周波数可変の信号を出力するインバータ制御回路２６を有する。また、安全装置１４は、ランプ電圧値などの電気信号を検知する検知手段２７を有していて、ランプ電圧値が予め設定された所定値になるように負帰還制御したり、ランプ電圧値が予め設定された所定値を超えた場合には異常状態と判定して直流電源装置１１および変換装置１３の少なくとも一方の出力を停止または低減させたりするようになっている。
【００３６】
具体的には、負帰還制御する場合には、チョッパを構成しているスイッチング装置１７のオンデューティの変化および変換装置１３のスイッチング装置２０、２１のオンオフ周波数の変化の内の少なくとも一方を行う。
【００３７】
また、異常状態においては、スイッチング装置１７のオンデューティの変化またはスイッチング停止、および、変換装置１３のスイッチング装置２０、２１のオンオフ周波数の変化または発振停止の内の少なくとも一方を行う。
【００３８】
上述のように、これら放電灯点灯装置の各回路を構成する電気部品が配線板１の表面側および必要に応じて裏面側の一部に設けられる。配線板１の裏面側には電路およびこの電路に連続するランドが形成されている。
【００３９】
なお、図１は実際に使用される電気部品より部品数を省略して簡単化してある。また、図２は電路およびランドの一部を拡大して示すものであるが、配線板１は図示を省略してある。
【００４０】
本実施形態において、特定の電気部品３として、直流電源装置１１の電解コンデンサ１９を選択している。そして、この特定部品３の一対の端子に対応するランドを例えば図２の（ロ）の６のように形成している。図２（ロ）のランド６は、電路４をレジストでマスクして形成されたもので、半円形＋幅狭の直線部から形成されている。中央部の小孔は電気部品の端子リードの挿入孔である。
【００４１】
なお、図２（ロ）においてはランド６は一つしか示していないが、対応する電気部品の端子の数すなわち本実施形態の場合は電解コンデンサ１９に応じて２個形成されている（以下同じ）。
【００４２】
これに対して、その他の電気部品２の端子に対応するランド形状を例えば図２（イ）のランド５ものとしている。図２（イ）のランド５は、図２（ロ）のランド６と同様に電路４をレジストでマスクして形成されたものであるが、図２（ロ）のランド６と同じ直径の円形に形成されている。
【００４３】
これら図２（イ）のランド５と、（ロ）のランド６とを対比すると明らかなように、ハンダの付着面積がランド（イ）の方がランド（ロ）より大きいから、ハンダ付着量もランド（イ）の方が多くなる。
【００４４】
したがって、電気機器の使用に伴って電気部品２、…、３が劣化するとともに、ハンダ付部にはヒートサイクルによるクラック等が生じ、電路部も劣化が進む。このような場合、特定部品３に対応したランドに付着したハンダは、他の部品２、…に対応したランドに付着したハンダより少ないから、相対的に早期にクラックを生じることになる。
【００４５】
そして、クラックにより特定の電気部品３が電気回路から切離される結果、電気機器は作動を実質停止し、異常状態のまま放置されることがない。
【００４６】
電気機器が図３の放電灯点灯装置の場合、直流電源装置１１の電解コンデンサ１９が劣化すると、内部インピーダンスが増加して発熱量が増加する。したがって、ヒートサイクルによる劣化が加速度的に進行してより確実に電気回路上切離すことが可能になる。
【００４７】
なお、安全装置１４を構成する電気部品に対しては信頼性を低下させるランドを適用しないようにしているため、安全装置１４が先に機能不可になって負帰還制御、異常時の制御不能により暴走するといったことがない。
【００４８】
なお、図２（ハ）および（ニ）は異なるランド７、８の実施形態を示すものである。（ハ）は三日月状であり、（ニ）は円環状である。
【００４９】
図４は照明装置の一実施形態を示す斜視図である。本実施形態の照明装置は天井直付形のいわゆるトラフ形の照明装置である。照明器具本体７０は、その長手方向の両端部に一対のソケット７１、７１を有し、このソケット７１、７１側の面を反射面としている。
【００５０】
前記ソケット７１、７１には直管形の放電灯７３を取り付けている。また、照明器具本体７０の内部には、前記放電灯７３を点灯するための放電灯点灯装置７４が配設されている。前記放電灯点灯装置７４は上述した実施形態における放電灯点灯装置と同様なものである。
【００５１】
本実施形態では、放電灯点灯装置７４を構成する電気部品の内の特定の部品（例えば電解コンデンサ）が寿命間近になると、この電気部品が電気回路上切離され、放電灯点灯装置７４は実質作動を停止する。
【００５２】
したがって、放電灯点灯装置７４（あるいはその特定部品）が異常発熱したりすることを防止できる。しかも、放電灯７３を消灯ないしは減光点灯できるので、放電灯７３への過入力等異常点灯状態を継続することによる不都合も防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の電気機器の一実施形態を示す平面図。
【図２】同じくランドの実施形態を示す部分拡大平面図。
【図３】本発明の放電灯点灯装置の回路構成の一例を示す回路図。
【図４】本発明の照明装置の一実施形態を示す簡略化した斜視図。
【符号の説明】
【００５４】
１…配線板、２…電気部品、３…特定の電気部品、１１…直流電源装置、１２…放電灯、１３…変換装置、１４安全装置、７０…照明器具本体、７１…ソケット、７４…放電灯点灯装置。
【図１】
2008226476.tif 000003
【図２】
2008226476.tif 000004
【図３】
2008226476.tif 000005
【図４】
2008226476.tif 000006