(57)【要約】【課題】定格電力を超える照明負荷が装着された場合、給電回路に過電流が流れて口金部が昇温化し樹脂製の装飾パーツなどが溶ける事態を未然に防止することができ、しかも、定格値を超えない照明負荷に換装された場合には、フューズの取り替えのような操作を要することなく自動復帰して、通常通りの給電動作が行われる照明装置を提供する。【解決手段】商用交流電源から照明負荷Ｌへ電力を供給する給電回路Ｃ１を含む照明装置１０には、給電回路Ｃ１の適所に設ける負荷電流制限手段１１としてポリマ系ＰＴＣサーミスタを用い、定格電力もしくはそれ以下の照明負荷Ｌが取り付けられた場合には、素子抵抗は極く低い値に抑えられ、定格通りの消費電力で照明負荷Ｌが点灯し、定格電力を超える照明負荷Ｌが取り付けられた場合には、素子温度の上昇に伴って素子抵抗が著しく高くなり、給電回路Ｃ１を流れる電流が抑制され、照明負荷Ｌが消灯する。【選択図】図１
2005190895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
取り付けられた照明負荷へ電力を供給する回路を含む照明装置において、
予め定めた定格電力を超えない照明負荷が取り付けられた時に給電回路を流れる電流値では機能せず、上記定格電力を超える照明負荷が取り付けられた時に給電回路を流れる電流が閾値電流に達することで機能し、回路電流を閾値電流より低い電流値に制限する負荷電流制限手段を設けたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
上記負荷電流制限手段は、給電回路に介挿したＰＴＣサーミスタであることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
上記負荷電流制限手段は、
上記給電回路を開閉する回路切り替え手段と、
照明負荷の接続された給電回路を流れる電流を検出する電流検出手段と、
上記電流検出手段により検出された検出電流値が、予め記憶している閾値を超えていると判定した場合に、上記回路切り替え手段を作動させて給電回路を開き、照明負荷への給電を断つ給電遮断制御手段と、
からなることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
マイナスイオンやオゾンの発生による空気清浄機能を備えることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電球や蛍光灯などの照明負荷へ電力を供給する回路を含む照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電球や蛍光灯などの照明負荷へ電力を供給する回路を含む照明装置においては、接続する照明負荷を制限する定格電力が定められており、これが守られていれば、電球や蛍光灯の口金部が異常な高温になることはなく、照明装置を長時間安定動作させることができる。
【０００３】
なお、Ｕ字タイプの蛍光灯のようにフィラメント部が接近している照明負荷では、その寿命末期に口金部が高温になってしまうことがあるため、口金部に温度フューズを設けておき、口金部が高温になった時には温度フューズが溶断して消灯する安全策がとられていた。また、複数の温度フューズを設けることによって照明装置が大型化・高コスト化することを抑制するために、予熱回路に温度フューズを設け、口金部の昇温化により温度フューズが溶断して予熱回路に電流が流れなくなると、高周波交流を生成するスイッチング素子の動作を停止させ、ランプを消灯させる制御回路を備えたものも提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３７９５号公報
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載された照明装置は、商用交流から高周波交流を生成して蛍光管のフィラメントへ供給するものであり、照明装置の定格電力を超える照明負荷が取り付けられて口金部が高温になった場合の安全対策に適用できるものではない。しかも、温度フューズを用いていることから、温度フューズが溶断してしまうと、これを交換しなければ再使用は出来ず、非常に不便である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、定格電力を超える照明負荷が装着された場合、給電回路に過電流が流れて口金部が昇温化し樹脂製の装飾パーツなどが溶ける事態になる前に、負荷電流を抑制して昇温化を未然に防止することができ、しかも、定格値を超えない照明負荷に換装された場合には、フューズの取り替えのような操作を要することなく自動復帰して、通常通りの給電動作が行われる照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、取り付けられた照明負荷へ電力を供給する回路を含む照明装置において、予め定めた定格電力を超えない照明負荷が取り付けられた時に給電回路を流れる電流値では機能せず、上記定格電力を超える照明負荷が取り付けられた時に給電回路を流れる電流が閾値電流に達することで機能し、回路電流を閾値電流より低い電流値に制限する負荷電流制限手段を設けたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に係る発明は、上記請求項１に記載の照明装置において、上記負荷電流制限手段は、給電回路に介挿したＰＴＣサーミスタであることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に係る発明は、上記請求項１に記載の照明装置において、上記負荷電流制限手段は、上記給電回路を開閉する回路切り替え手段と、照明負荷の接続された給電回路を流れる電流を検出する電流検出手段と、上記電流検出手段により検出された検出電流値が、予め記憶している閾値を超えていると判定した場合に、上記回路切り替え手段を作動させて給電回路を開き、照明負荷への給電を断つ給電遮断制御手段と、からなることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に係る発明は、上記請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の照明装置において、マイナスイオンやオゾンの発生による空気清浄機能を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る照明装置装置によれば、予め定めた定格電力を超えない照明負荷が取り付けられた時に給電回路を流れる電流値では機能せず、上記定格電力を超える照明負荷が取り付けられた時に給電回路を流れる電流が閾値電流に達することで機能し、回路電流を閾値電流より低い電流値に制限する負荷電流制限手段を設けたので、定格電力を超える照明負荷が装着された場合、給電回路に過電流が流れて口金部が昇温化し樹脂製の装飾パーツなどが溶ける事態になる前に、負荷電流を抑制して昇温化を未然に防止することができる。しかも、定格値を超えない照明負荷に換装された場合には、フューズの取り替えのような操作を要することなく、通常通りの給電動作が行われるので、使用者の利便性を高めることができる。
【００１２】
また、請求項２に係る照明装置によれば、給電回路に介挿したＰＴＣサーミスタを負荷電流制限手段として用いるので、小型軽量の簡便な構造で負荷電流制限手段を照明装置に付加することができ、照明装置本体の小型軽量化に加えて、低廉化をも期せる。しかも、ＰＴＣサーミスタの素子特性を適宜に選択することにより、過電流による昇温時の抵抗変化量を随意に設定できるので、照明負荷本来の照度よりも十分に低い照度で点灯させるようにしたり、或いは、抵抗値変化が１０の４乗から６乗にも達するポリマ系のＰＴＣサーミスタを負荷電流制限手段として用いることで、負荷電流制限手段が機能した後に給電回路を流れる電流値を極めて低く抑え、照明負荷を実質的に消灯させるようにすることもできる。
【００１３】
また、請求項３に係る照明装置によれば、給電回路を開閉する回路切り替え手段と、照明負荷の接続された給電回路を流れる電流を検出する電流検出手段と、電流検出手段により検出された検出電流値が、予め記憶している閾値を超えていると判定した場合に、上記回路切り替え手段を作動させて給電回路を開き、照明負荷への給電を断つ給電遮断制御手段と、から負荷電流制限手段を構成するものとしたので、定格電力を超える照明負荷が装着されて、給電回路に過電流が流れると、給電回路を開いて回路電流を遮断し、口金部が昇温化することを未然に防止できる。しかも、定格電力を超える照明負荷が装着されることで給電回路を開いた場合には、電流検出回路が検出する電流値が零となって、給電遮断制御手段が再び回路切り替え手段で給電回路を閉じることとなるため、定格電力を超える照明負荷が取り外されるまで給電・遮断が繰り返され、照明負荷が明滅することとなり、適切でない照明負荷が装着されていることを使用者に認識させることができる。なお、定格電力を超える照明負荷が装着されることで給電回路を開いた場合に、回路切り替え部の状態を保持するホールド回路部を負荷電流制限手段に設けるものとし、リセットスイッチ等で負荷電流制限手段の機能をリセットするまで、給電回路が開いた状態に保持されるようにしても良い。
【００１４】
また、請求項４に係る照明装置によれば、マイナスイオンやオゾンの発生による空気清浄機能を設けることで、照明装置としての付加価値を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の望ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は、第１実施形態に係る照明装置１０の概略構成を示す図である。
【００１６】
照明装置１０は、商用交流電源から照明負荷Ｌ（白熱電球やハロゲンランプなどの白熱灯、グロースタータタイプやインバータタイプの蛍光灯など）へ電力を供給する給電回路Ｃ１を含み、この給電回路Ｃ１の適所に負荷電流制限手段１１を介挿したものである。この負荷電流制限手段１１としては、正の温度係数を持つＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミスタを用いた。
【００１７】
上記ＰＴＣサーミスタは、素子温度が上昇することに伴って抵抗値が高くなるデバイスであり、素子特性を適宜に選択することにより、過電流による昇温時の抵抗変化量を随意に設定できる。例えば、ポリマ系のＰＴＣサーミスタは、素子温度がある温度より上昇すると、急激に抵抗値が変化するデバイスであり、その抵抗値変化は１０の４乗から６乗にも達する。ポリマ系ＰＴＣサーミスタの素子温度−素子抵抗特性の一例を図２に示す。本特性図においては、素子温度がおよそ１３０℃〜１５０℃の温度域で急峻な抵抗値の増加を呈し、定格電力もしくはそれ以下の照明負荷Ｌを付けた場合の回路電流による素子温度が上記温度域よりも低くなるように設定し、且つ定格電力を超える照明負荷Ｌを付けた場合の回路電流による素子温度の上昇を上記温度域以上に設定しておくことで、「予め定めた定格電力を超えない照明負荷が取り付けられた時に給電回路を流れる電流値では機能せず、定格電力を超える照明負荷が取り付けられた時に給電回路を流れる電流が閾値電流に達することで機能し、回路電流を閾値電流より低い電流値に制限する負荷電流制限手段」として機能させることができる。
【００１８】
また、市販の照明負荷Ｌとしては、９Ｗ，３０Ｗ，５０Ｗ，１００Ｗのように、定格電力が離散値で規格化されているので、照明装置１０の定格電力と、その一段階上の規格電力とのほぼ中間辺りで素子抵抗が急峻に変化する温度域に達するような素子特性を有するＰＴＣサーミスタを用いれば、商用交流電圧の微動によって誤動作する危険性がないので、電流制限機能の信頼性を高めることができる。加えて、ＰＴＣサーミスタは、抵抗値変化が可逆性であり、電源をいったんオフにする等して素子温度が下がれば、元の抵抗値に戻るため、ヒューズのように交換する必要がなく、使用者の利便性を高めることができる。
【００１９】
上述したポリマ系ＰＴＣサーミスタを負荷電流制限手段１１として用いた照明装置１０において、定格電力もしくはそれ以下の照明負荷Ｌが取り付けられた場合、急峻な抵抗変化を呈する温度域にまで素子温度が上昇することはないので、素子抵抗は極く低い値に抑えられ、定格通りの消費電力で照明負荷Ｌを点灯させることができる。
【００２０】
一方、ポリマ系ＰＴＣサーミスタを負荷電流制限手段１１として用いた照明装置１０において、定格電力を超える照明負荷Ｌが取り付けられた場合、素子温度が上昇して素子抵抗が著しく高くなって回路電流が極く微小値に抑えられた状態で平衡するため、給電回路Ｃ１に回路電流は殆ど流れず、照明負荷Ｌは消灯することとなり、口金部の温度上昇も抑えられる。
【００２１】
なお、ポリマ系ＰＴＣサーミスタを負荷電流制限手段１１として用いた場合、定格電力を超える照明負荷Ｌを照明装置１０に取り付けると、照明負荷Ｌは一旦点灯した後、負荷電流制限手段１１による電流制限機能により数秒程度後には消えるため、これを見た利用者に球切れで照明が消えたかのような錯覚を起こさせる可能性もある。そこで、負荷電流制限手段１１が機能した時には、消灯時とは異なる態様となるように照明負荷Ｌへの給電制御を行うようにし、不適合な照明負荷Ｌを接続してしまったことを利用者に認識させるような構成としても良い。斯くするために、負荷電流制限手段１１に用いるＰＴＣサーミスタの素子特性として、定格電力を超える照明負荷Ｌが装着された際の回路電流による温度上昇と抵抗値とが平衡する状態で、照明負荷Ｌを本来の照度よりも低い照度で点灯させ得る程度の電流が流れるようなものを選定しておけば良い。
【００２２】
次に、図３に基づいて、第２実施形態に係る照明装置２０の構成を説明する。
【００２３】
照明装置２０は、商用交流電源から照明負荷Ｌ（白熱電球やハロゲンランプなどの白熱灯、グロースタータタイプやインバータタイプの蛍光灯など）へ電力を供給する給電回路Ｃ２を含み、この給電回路Ｃ２の適所を開閉する負荷電流制限手段２１と、電流検出用抵抗２２を給電回路Ｃ２の適所に設けたものである。
【００２４】
負荷電流制限手段２１は、例えば、電子パーツやＩＣチップなどを基板に実装して構成したもので、電源回路部２１ａによって、各部を作動させるのに必要な動作電源（例えば、直流３Ｖ）を生成・供給する。なお、電源回路部２１ａは照明負荷Ｌへの給電に使われる商用交流から動作電源を生成するようにしても良いし、市販の蓄電池から動作電源を生成するようにしても良い。
【００２５】
また、給電回路Ｃ２を開閉する回路切り替え手段としての切り替え部２１ｂは、機械式接点を有するリレーや機械式接点を持たない半導体リレー等から構成し、外部からの電気信号を受けて、接点の開閉を行うものである。なお、切り替え部２１ｂの接点としては、常開接点（ａ接点）でも常閉接点（ｂ接点）でも構わないが、常開接点を用いた場合には、負荷電流制限手段２１が正常に機能して、切り替え部２１ｂの常開接点を閉じさせないと、給電回路Ｃ２から照明負荷Ｌへの給電が行われないので、負荷電流制限手段２１が機能していない状態で照明負荷Ｌが点灯されることを防止できるというメリットがある。その反面、切り替え部２１ｂに常開接点を用いると、負荷電流制限手段２１に障害が起きた場合には、照明負荷Ｌへの給電が全くできなくなってしまうので、本実施形態においては、照明負荷Ｌへの給電を優先させるべく、切り替え部２１ｂに常閉接点を用いるものとした。
【００２６】
照明負荷Ｌの接続された給電回路Ｃ２を流れる電流を検出する電流検出手段としての電流検出回路部２１ｃは、電流検出用抵抗２２の両端電圧を検出し、その電圧に応じた信号を出力する。これを受けた増幅回路部２１ｄは、その電圧を適宜増幅して比較回路２１ｅへ出力する。増幅回路部２１ｄからの検出電圧を受けた比較回路２１ｅは、比較対象である設定電圧（定格電力を超える照明負荷Ｌが装着されて流れる負荷電流として想定した閾値を上記電流検出回路部２１ｃが検出し、これが増幅回路部２１ｄにより増幅された出力値に等しい電圧）と実際に増幅回路部２１ｄから受けた検出電圧とを比較し、検出電圧が設定電圧を超えた場合に、駆動回路部２１ｆへオン信号（例えば、Ｈレベル）を出力する。そして、ドライバ回路２１ｆより切り替え部２１ｂへリレー駆動信号が出力され、切り替え部２１ｂによる給電回路Ｃ２の開閉制御が実現される。このように、本実施形態においては、増幅回路部２１ｄと比較回路部２１ｅと駆動回路部２１ｆが協働することで、「電流検出手段により検出された検出電流値が、予め記憶している閾値を超えていると判定した場合に、回路切り替え手段を作動させて給電回路を開き、照明負荷への給電を断つ給電遮断制御手段」として機能するものとしたが、給電遮断制御手段としての機能を実現できれば、他の回路構成を採用して構わない。
【００２７】
また、市販の照明負荷Ｌとしては、９Ｗ，３０Ｗ，５０Ｗ，１００Ｗのように、定格電力が離散値で規格化されているので、照明装置２０の定格電力と、その一段階上の規格電力とのほぼ中間辺りの照明負荷が接続された時に電流検出用抵抗２２を流れる電流を基準として閾値を設定すれば、商用交流電圧の微動によって電流検出用抵抗２２の両端電圧が微動しても、負荷電流制限手段２１が誤動作する危険性がないので、電流制限機能の信頼性を高めることができる。
【００２８】
上述した回路構成の負荷電流制限手段２１を用いた照明装置２０において、定格電力もしくはそれ以下の照明負荷Ｌが取り付けられた場合、電流検出用抵抗２２の両端電圧に基づいて電流検出回路部２１ｃおよび増幅回路部２１ｄを経て出力された検出電圧は、比較回路部２１ｅにおいて設定電圧以下と判定されるので、駆動回路部２１ｆへ、オン信号が出力されることはなく、切り替え部２１ｂは閉じたままとなり、定格通りの消費電力で照明負荷Ｌを点灯させることができる。
【００２９】
一方、負荷電流制限手段２１を用いた照明装置２０において、定格電力を超える照明負荷Ｌが取り付けられた場合、電流検出用抵抗２２の両端電圧に基づいて電流検出回路部２１ｃおよび増幅回路部２１ｄを経て出力された検出電圧は、比較回路部２１ｅにおいて設定電圧を超えていると判定されるので、駆動回路部２１ｆへ、オン信号が出力され、切り替え部２１ｂが開くため、給電回路Ｃ２を回路電流が流れなくなり、照明負荷Ｌは消灯することとなり、口金部の温度上昇も抑えられる。
【００３０】
なお、上記のようにして負荷電流制限手段２１による給電回路Ｃ２が開かれた後には、回路電流が流れなくなることで、電流検出用抵抗２２の両端電圧に基づいて電流検出回路部２１ｃおよび増幅回路２１ｄを経て出力された検出電圧は、比較回路部２１ｅにおいて設定電圧以下と判定されるので、駆動回路部２１ｆへのオン信号が停止され、駆動回路部２１ｆによる切り替え部２１ｂの開制御が停止され、再び給電回路Ｃ２が閉じ、照明負荷Ｌが点灯することとなるが、依然として照明負荷Ｌが定格電力を超えたものであれば、再び電流検出用抵抗２２の両端電圧に基づき取得される検出電圧が設定値を超えているために、切り替え部２１ｂが作動して給電回路Ｃ２が開かれ、照明負荷Ｌが消灯することとなる。
【００３１】
このように、本実施形態の負荷電流制限手段２１を備える照明装置２０においては、定格電力を超える照明負荷Ｌが接続された場合、給電回路Ｃ２の開閉を連続的に行うことにより、定格電力を超える照明負荷Ｌが取り外されるまで給電・遮断を繰り返し、照明負荷Ｌを明滅させ、適切でない照明負荷Ｌが照明装置２０に取り付けられていることを使用者に認識させることができる。なお、照明負荷Ｌの明滅間隔は、負荷電流制限手段２１内に適宜な遅延回路部を設けることで任意に設定できる。また、照明負荷Ｌが定格電力もしくはそれ以下のものに変更されれば、検出電圧が設定電圧以下に保持されるので、負荷電流制限手段２１の切り替え部２１ｂは作動せず、給電回路Ｃ２は閉状態に保持されるようになるため、ヒューズ交換のような手間をかけずに通常状態に自動復帰させることができ、使用者の利便性を高めることができる。
【００３２】
上述した第２実施形態においては、負荷電流制限手段２１が機能した時、給電回路Ｃ２の開閉を繰り返すことで、消灯時とは異なる態様となるように照明負荷Ｌへの給電制御を行い、不適合な照明負荷Ｌを接続してしまったことを利用者に認識させるような構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、定格電力を超える照明負荷Ｌが装着されることで給電回路Ｃ２を開いた場合には、切り替え部２１ｂの開状態を保持するホールド回路部を設け、別途設けたリセットスイッチ等で負荷電流制限手段２１の機能をリセットするまで、給電回路Ｃ２を開状態にするようにしても良い。
【００３３】
図４に示すのは、第３実施形態に係る照明装置３０の外観を示すもので、ソケット形状のケーシング内に負荷電流制限手段３１を備え、口金部３２を介して商用交流電源を受け、照明負荷であるランプ４０の口金部４１を介して給電する。
【００３４】
この照明装置３０には、ＡＣ／ＤＣコンバータ３３を設けてあり、このＡＣ／ＤＣコンバータ３３によって商用交流から高電圧の直流を生成し、空気清浄機能部３４へ直流の高電圧を供給することで、空気清浄機能部３４において強電界による放電を生ぜしめ、マイナスイオンやオゾンを発生させるのである。なお、空気清浄機能部３４の動作状態を示すパイロットランプとして、高輝度の発光ダイオード３５を適所に配してある。
【００３５】
本実施形態のように、空気清浄機能部３４を一体的に備える照明装置３０においては、その外観を装飾性の高いものとしたり、空気清浄機能部３４に適した複雑な内部構造を形成するために、外装や内部パーツを樹脂成型によって量産効果を高めることが望ましい。その反面、耐熱性の樹脂素材を用いた場合でも、ガラスや金属などに比べれば耐熱温度は低く、照明装置３０の定格電力を超えるワット数のランプ４０が取り付けられると、過電流によって昇温化した口金部４１の熱が周囲に伝搬して、照明装置３０の外装が溶融するような事態が起きかねない。
【００３６】
而して、本実施形態に係る照明装置３０は、予め定めた定格電力を超えないランプ４０が取り付けられた時に給電回路を流れる電流値では機能せず、定格電力を超えるランプ４０が取り付けられた時に給電回路を流れる電流が閾値電流に達することで機能し、回路電流を閾値電流より低い電流値に制限することができる負荷電流制限手段３１を備えているので、利用者が誤って定格電力を超えるランプ４０を照明装置３０に取り付けてしまった場合でも、樹脂部分が溶融してしまう事態を効果的に回避できる。
【００３７】
なお、負荷電流制限手段３１としては、上述したＰＴＣサーミスタによる電流制限機能を動作原理とする構成を適用しても良いし、検出電流値と設定値との比較判定により給電回路の開閉制御を行って電流制限する構成を採用しても良い。無論、電流制限動作の実行時には、照明負荷が消灯状態となるようにしても良いし、消灯状態とは異なる態様で給電制御する様にしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】第１実施形態に係る照明装置の概略構成図である。
【図２】ポリマ系ＰＴＣサーミスタの素子温度−素子抵抗特性図である。
【図３】第２実施形態に係る照明装置の機能ブロック図である。
【図４】第３実施形態に係る照明装置にランプと取り付けた状態の外観図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０    照明装置（第１実施形態）
１１    負荷電流制限手段
Ｃ１  給電回路
Ｌ    照明負荷
２０    照明装置（第２実施形態）
２１    負荷電流制限手段
２１ａ  電源回路部
２１ｂ  切り替え部
２１ｃ  電流検出回路部
２１ｄ  増幅回路部
２１ｅ  比較回路部
２１ｆ  駆動回路部
Ｃ２  給電回路
３０    照明装置（第３実施形態）
３１    負荷電流制限手段
３２    口金部
３３    ＡＣ／ＤＣコンバータ
３４    空気清浄機能部
３５    発光ダイオード
４０    ランプ
４１    口金部
【図１】
2005190895.tif 000003
【図２】
2005190895.tif 000004
【図３】
2005190895.tif 000005
【図４】
2005190895.tif 000006