(57)【要約】【課題】エレベータかご内用の照明装置の光源としてランプの発光効率のよい熱陰極蛍光ランプを使用した場合においても、ランプを点灯させる際のランプ電極へのダメージを小さくすることにより、ランプの点滅回数が増えてもランプが短寿命になることを防止する。【解決手段】商用電源１に接続され、少なくとも１本の熱陰極蛍光ランプ４を備え、前記熱陰極蛍光ランプ４を高周波で点灯させる点灯装置３を備えた照明装置において、前記点灯装置３は、前記熱陰極蛍光ランプ４の電極を加熱する予熱回路３７と、電極を加熱する予熱時間を計測するタイマー回路３６を備え、かつ、予熱時間中に前記熱陰極蛍光ランプ４の電極間に印加される電圧をランプ４の放電開始には不十分な電圧とした。【選択図】図１
2007035553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源に接続され、少なくとも１本の熱陰極蛍光ランプを備え、前記熱陰極蛍光ランプを高周波で点灯させる点灯装置を備えた照明装置において、前記点灯装置は、前記熱陰極蛍光ランプの電極を加熱する予熱回路と、電極を加熱する予熱時間を計測するタイマー回路を備え、かつ、予熱時間中に前記熱陰極蛍光ランプの電極間に印加される電圧をランプの放電開始には不十分な電圧としたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記点灯装置は予熱待機状態を有す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】
前記予熱回路は前記熱陰極蛍光ランプの電極を加熱するためのトランスを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記点灯装置は前記熱陰極蛍光ランプの放電電流を限流するチョークコイルを備え、前記予熱回路のトランスは、前記チョークコイルと兼用したことを特徴とする請求項３記載の照明装置。
【請求項５】
前記タイマー回路が計測する予熱時間は１．５秒以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の照明装置。
【請求項６】
前記点灯装置は外部からの信号によって前記タイマー回路が計測する予熱時間を変化可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の照明装置。
【請求項７】
前記点灯装置は前記商用電源の交流電圧を所定の直流電圧に変換する交流−直流変換回路を備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の照明装置。
【請求項８】
前記熱陰極蛍光ランプは高周波点灯専用ランプであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエレベータかご内の照明に適した照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エレベータかご内の照明装置には輝度、効率などを考慮して光源として蛍光灯（熱陰極蛍光ランプ）がよく用いられている。この種の蛍光灯は円筒型のガラス管を有し、このガラス管の両端には、例えば酸化バリウム等の電子放射物質（エミッタ）が塗布されたフィラメント状の電極が配置されている。この電極間に電圧を印加することによって電極から熱電子を放出させ、ランプ管内で放電させている。また、ガラス管内には、例えば低圧のアルゴンガスと少量の水銀が封入されており、ガラス管の内壁には蛍光物質が塗布されている。電極から放出された熱電子はガラス管内の水銀分子と衝突して、紫外線を放射する。この紫外線が蛍光物質によって可視光に変換されることにより所望の光束を得ている。
【０００３】
この蛍光灯を点灯させる点灯装置としては、例えば図１１に示すスタータ式安定器５と点灯管（スタータ）６が用いられている。この点灯装置はスタータ６の開閉動作によって蛍光灯４の電極を加熱するとともに、高電圧を印加して蛍光灯４の放電を開始させている。この際、電極が充分に加熱される前に高電圧が印加されるとエミッタの飛散が激しくなり、電極のダメージが大きくなる。このような状態で蛍光灯の点灯と消灯を繰り返すと点灯させる度に電極にダメージが加わり、蛍光灯の定格寿命に達する以前にフィラメントが消耗したり、断線することによってランプを点灯させることができなくなる。よって、蛍光灯の点灯／消灯を繰り返す点滅回数が増えると、蛍光灯が早期に寿命を迎える傾向にある。
【０００４】
エレベータ用の照明装置では乗客がいない休止期間中には省エネを目的として蛍光灯を消灯させることが多いため、乗客の多いエレベータでは蛍光灯の点滅回数が増えることを考慮し、点灯管には電子スタート式のものがよく用いられている。電子スタート式の点灯管は蛍光灯を点灯させる際に、商用電源１が投入されてから一定時間スタータを短絡させることにより電極を充分に加熱（予熱）した後、スタータを開放することによって蛍光灯の電極間に高電圧を印加して蛍光灯を点灯させる。これにより蛍光灯を点灯させる際の電極へのストレスを抑制することができるため、蛍光灯の点滅寿命を延ばすことができる。
【０００５】
一方、一般家庭や事務所などの照明装置には省エネを目的としたインバータ式の点灯装置がよく用いられている。蛍光灯を例えば５０ｋＨｚ程度の高周波で点灯させた場合、商用電源の周波数（５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚ）で点灯させた場合に比べて発光効率を大幅に向上できることが知られている。また、近年では、高周波点灯の特徴を活かし、かつ、蛍光灯の管径を細くすることにより照明装置の薄型化を実現可能な高周波点灯専用の蛍光灯が普及してきている。
【０００６】
この種の点灯装置の一例を図１２に示す。この点灯装置３の入力には商用電源１がスイッチ２を介して接続され、出力には熱陰極蛍光ランプであるランプ４が接続される。この点灯装置３は入力側からフィルタ回路３１、整流回路３２、インバータ回路３３、および共振回路３４の順に構成され、負荷となるランプ４に接続される。
【０００７】
まず、整流回路３２はブリッジ構成のダイオードＤ１〜Ｄ４と、例えばアルミ電解コンデンサ等の比較的大容量のコンデンサＣ２で構成され、商用電源１の交流電圧を全波整流し、略一定の直流電圧に平滑する。
【０００８】
インバータ回路３３は整流回路３２の出力段に接続され、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子を２個直列に接続した構成となっている。この２つのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を５０ｋＨｚ程度の高周波で交互にスイッチングすることにより、スイッチング素子の両端には高周波の矩形波電圧が発生するため、整流回路３２により平滑された直流電圧を高周波電圧に変換することができる。
【０００９】
共振回路３４はインバータ回路３３のスイッチング素子Ｑ２と並列にチョークコイルＬ１、共振コンデンサＣ３、および直流カット用コンデンサＣ４が直列に接続されており、インバータ回路３３の矩形波電圧を正弦波状の電圧に変換してランプ４に供給する。また、共振コンデンサＣ３はランプ４のそれぞれの電極を介してチョークコイルＬ１と直流カット用コンデンサＣ４に接続されており、ランプ４を点灯させる際には共振回路３４に流れる電流をランプ４の電極を加熱する予熱電流と兼用させている。ランプ４が放電を開始する前の状態ではランプ４の等価インピーダンスが点灯時に比べて極めて大きいため、共振コンデンサＣ３の両端にランプ４の放電開始に必要な高電圧を容易に得ることが可能となる。
【００１０】
インバータ制御回路３５はインバータ回路３３の動作周波数を変化させることにより、共振回路３４のインピーダンスが周波数によって変化することを利用して、ランプ４への供給電力を制御している。このインバータ制御回路３５にはインバータ回路３３の動作開始からの時間を計測するタイマー回路３６を接続されており、このタイマー回路３６によりランプ４の電極を加熱する予熱時間ｔｐとランプ４の電極間に高電圧Ｖｓを印加するタイミングを制御することにより、ランプ４を確実に点灯させることができる。インバータ制御回路３５とタイマー回路３６は、これらの機能を集積化したＩＣが発売されており、例えば、インターナショナル・レクティファイアー（ＩＲ）社製のＩＲ２１５６等のＩＣを使用することにより、容易に構成することができる。
【００１１】
インバータ回路３３はスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を有し、かつ、高周波でスイッチング動作をしているため、スイッチングノイズを発生しているが、このノイズ等が電源ラインを介して他の電子機器等に不具合を与えないように、フィルタ回路３１により高周波ノイズをカットしている。
【００１２】
しかし、図１２に示す点灯装置では、ランプ４に高電圧を印加して放電を開始させる前に電極を加熱するために予熱電流Ｉｆを供給する際に、この予熱電流ＩｆがコンデンサＣ３を介して両方の電極に供給されることになる。よって、この予熱電流とコンデンサＣ３のインピーダンスによってコンデンサＣ３の両端間に電圧Ｖｐが発生し、この電圧がランプ４の電極間にそのまま印加されることになる。この電圧Ｖｐは予熱電流Ｉｆｐ、コンデンサ容量Ｃ３、およびインバータ回路の動作周波数ｆｐによって次式のように与えられる。
Ｖｐ＝Ｉｆｐ／２π・ｆｐ・Ｃ３
【００１３】
つまり、予熱電流Ｉｆが大きくなるほどコンデンサＣ３に発生する電圧Ｖｐも高くなり、条件によってはこの電圧Ｖｐによってランプ４が放電を開始することがある。予熱時間ｔｐ中にこのような高い電圧がランプ４に印加されると、電極のフィラメントが充分に加熱される前にランプ４が放電してしまい、このような状態で放電が開始されると電極には大きなダメージが加えられる。さらにランプ４の点灯と消灯が繰返された場合には電極のフィラメントが短時間で劣化し、条件によっては５，０００回程度の点灯回数でフィラメントが断線、あるいはフィラメントのエミッタが消耗し、ランプ４が不点灯となってしまう。休止期間の多いエレベータではランプ点灯回数が１日平均約５０回にもなるため、このような点灯装置を搭載した際にはランプが約３箇月程度で寿命となり、ランプ交換に伴うメンテナンス費用の増大を招く結果となる。
【００１４】
これに対し、予熱時間ｔｐ中にランプ４の電極間に印加される電圧Ｖｐを下げれば、この期間にランプ４が放電することはなくなるが、予熱電流Ｉｆが不足することによって、予熱時間ｔｐ内に電極温度を充分に上昇させることができなくなる。つまり、フィラメントの加熱不足のまま電極間に高電圧を印加してランプ４を放電させることになるため、この場合にも電極のフィラメントに大きなダメージが加わり、ランプ４の短寿命を招く結果となる。
【００１５】
また、予熱時間ｔｐ中の電極間の印加電圧Ｖｐを下げた状態でも、予熱時間ｔｐを長くして電極温度を上昇させてから電極間に高電圧Ｖｓを印加することにより、ランプ４の短寿命を回避することは可能である。しかし、エレベータの使用環境を考慮した場合には、エレベータの呼びが入ってから、かご室の扉が開くまでの時間は約１．５秒以下であり、この時間よりも長い予熱時間ｔｐを設けることはエレベータかごの扉が開いてから照明装置が点灯することになり、使用者に違和感や不快感を与えることになる。このため、予熱時間ｔｐは最長でも１．５秒以下に、ランプ４に高電圧Ｖｓを印加して点灯させる時間を考慮すると好ましくは１．０秒以下に設定する必要があり、このような条件で予熱電流Ｉｆと印加電圧Ｖｐを設定することは極めて困難であった。
【００１６】
（従来例１）
このような問題点を解決したエレベータかご内用照明装置として特許第３３４４８６５号に示す従来例がある。この照明装置はエレベータの休止期間中はランプを消灯させるのではなく、調光させることによってランプの点滅回数を低減し、電極へのダメージを抑制することによってランプの長寿命化を図ったものである。
【００１７】
しかし、この種の照明装置ではランプの短寿命は解決できるものの、休止期間中にはランプを調光しているとは言え、少なくとも点灯させておく必要があるため、ランプを消灯させる場合に比べて点灯装置の消費電力が大きく、かご内の蛍光灯の本数が多いエレベータや、乗客が少なく点滅回数の少ないエレベータでは省エネの効果が発揮できないことがある。
【００１８】
（従来例２）
また、照明装置に用いる蛍光灯を冷陰極蛍光ランプとすることによりランプの長寿命化を図るものが特開２００４−９９２２０に開示されている。冷陰極蛍光ランプは、その構造として電極にフィラメントを有しないために、ランプの点滅回数が増えても寿命が短くなることはなく、ランプの交換回数を少なくすることができる。
【００１９】
しかし、冷陰極蛍光ランプは熱陰極蛍光ランプに比べてランプ効率が約１／２以下と低いために、熱陰極蛍光ランプと同等の明るさを得ようとする場合には消費電力が２倍以上になるという問題点がある。また、冷陰極蛍光ランプの全光束は熱陰極蛍光ランプに比べて一般的に低いために、熱陰極蛍光ランプと同等の光束を得るためにはランプの本数を増やすか、ランプの管長を長くする必要があり、経済的にも不利である。
【特許文献１】特許第３３４４８６５号公報
【特許文献２】特開２００４−９９２２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明は、エレベータかご内用の照明装置の光源としてランプの発光効率のよい熱陰極蛍光ランプを使用した場合においても、ランプを点灯させる際のランプ電極へのダメージを小さくすることにより、ランプの点滅回数が増えてもランプが短寿命になることを防止することを課題とする。これにより、エレベータの休止期間中はランプを消灯させることによって省エネ効果を高め、さらに、ランプ交換に伴うメンテナンス作業を低減可能な照明装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の照明装置にあっては、上記の課題を解決するために、図１に示すように、商用電源１に接続され、少なくとも１本の熱陰極蛍光ランプ４を備え、前記熱陰極蛍光ランプ４を高周波で点灯させる点灯装置３を備えた照明装置において、前記点灯装置３は、前記熱陰極蛍光ランプ４の電極を加熱する予熱回路３７と、電極を加熱する予熱時間を計測するタイマー回路３６を備え、かつ、予熱時間中に前記熱陰極蛍光ランプ４の電極間に印加される電圧をランプ４の放電開始には不十分な電圧としたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明によれば、熱陰極蛍光ランプと高周波点灯用の点灯装置を用いることで、冷陰極蛍光ランプを用いる照明装置に比べて点灯時の効率を向上させることができ、また、熱陰極蛍光ランプの電極予熱に一般的なコンデンサ予熱方式を用いるのではなく、予熱トランスなどを用いた予熱回路を用いることによって、ランプ両端に印加される電圧を高くすることなく、短時間に必要な予熱電流を確保することができ、したがって、照明が不要な時にはランプを消灯させることが可能となるから、常時点灯の調光型の照明装置を用いる場合に比べて省エネを図ることができ、かつ、点滅回数が増えてもランプの短寿命を回避することによってメンテナンス費用を低減可能な照明装置を提供することが可能となる。本発明の照明装置は、特にエレベータかご内用の照明装置に用いると効果的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（実施形態１）
図１に本発明の第１の実施形態を示す。本実施形態では、エレベータかご内の照明装置に搭載される点灯装置３にインバータ回路３３を採用することにより、熱陰極蛍光ランプ４を高周波点灯させてランプ４の発光効率を向上させる。また、インバータ回路３３の動作開始からの経過時間を計測するタイマー回路３６を点灯装置３内に設ける。さらに、熱陰極蛍光ランプ４のフィラメントに予熱電流を供給する予熱回路３７を点灯装置３に設け、この予熱回路３７をトランスＴ２を用いて構成する。
【００２４】
図１の構成では、点灯装置３のインバータ回路３３の出力段に共振回路３４と並列にランプ４の電極フィラメントを加熱する予熱回路３７を設けている。予熱回路３７にはトランスＴ２が設けられており、トランスＴ２の１次側巻線ｎ１は直流カット用のコンデンサＣ５を介してインバータ回路３３の出力段に接続されている。また、トランスＴ２の２次側にはランプ４の２つの電極をそれぞれ別個に加熱できるように巻線ｎ２、ｎ３が設けられており、それぞれインピーダンス素子Ｚ１、Ｚ２を介して電極に接続されている。この構成によりインバータ回路３３の出力電圧をトランスＴ２によって所望の電圧に変換し、さらにランプ４の電極への電流が最適になるようにインピーダンス素子Ｚ１、Ｚ２のインピーダンスを調整する。このとき、ランプ４の電極間に印加される電圧Ｖｐは共振回路３４によって決定されるが、共振回路３４の出力電圧Ｖｏは予熱回路３７とは独立して設定できるため、この電圧Ｖｐをランプ４が電極加熱されている間に放電できないレベルに下げることができる。よって、ランプ４の点灯、消灯の繰り返し回数が増えてもランプ４が短寿命となることはない。
【００２５】
ランプ４を放電開始させる際には、タイマー回路３６により計測される時間が予熱時間ｔｐに達するまでの間は、フィラメントが熱電子を放出するのに最適な温度になるように、予熱回路３７よりフィラメントに電流を供給し、かつ、この間にランプ４の電極間に印加される電圧Ｖｐをランプ４が放電を開始することができない電圧以下に抑える。その後、タイマー回路３６が所定時間を計測し終わると、ランプ４の電極間にランプ４が放電を開始するのに充分な高電圧Ｖｓを供給してランプ４を放電させる。
【００２６】
本実施形態のさらに具体的な構成について、図２に示す回路図と図３に示す特性図を用いて詳細に説明する。図２は図１２に示す従来のインバータ式点灯装置に本発明の予熱回路３７を設けた場合の回路図であり、図３はこの点灯装置の共振回路３４の出力電圧Ｖｏと、予熱回路３７の予熱電流Ｉｆの周波数特性を示した図である。図２に示す回路構成は、共振回路３４の出力がランプ４の電極を介さずにランプ４に供給されている点、および予熱回路３７が追加されている以外は従来例と同じであり、同様の動作をするため、詳細な説明は省略する。ここでは、予熱回路３７のインピーダンス素子Ｚ１、Ｚ２としてコンデンサＣ６、Ｃ７を使用している。
【００２７】
このような回路構成とすることにより、予熱時間ｔｐ中（ランプ４が点灯していない状態）の出力電圧Ｖｏと予熱電流Ｉｆは、図３に示す周波数特性となる。図３の周波数ｆ０は共振回路３４の固有振動周波数であり、この回路構成の場合には次式で示すことができる。
ｆ０＝１／２π√（Ｌ１・Ｃ３）
【００２８】
インバータ回路３３の動作周波数をこの周波数ｆ０に近付けると、共振回路３４の出力電圧Ｖｏを高くすることができ、遠ざけると低くすることができる。また、予熱電流Ｉｆの周波数特性も同様に、トランスＴ２の１次側巻線ｎ１のインダクタンスとコンデンサＣ５によって決まる固有振動周波数ｆ１に近付けると予熱電流Ｉｆが大きくなる。このｆ０とｆ１の関係を図３に示すようにｆ１をｆ０よりも高く設定し、予熱時間ｔｐ中のインバータ回路３３の動作周波数ｆｐをｆ１の近傍に設定し、タイマー回路３６によってインバータ回路３３の動作時間が予熱時間ｔｐを経過したことを確認した後、動作周波数をｆ０の近傍のｆｓに移行させる。このように設定することにより、所定の予熱時間ｔｐ中はランプ４の電極を最適に加熱し、かつそのときの電極間に印加される電圧Ｖｐをランプ４が放電を開始しないレベルに下げることができ、予熱時間ｔｐ経過後にランプ４の電極間に高電圧Ｖｓを印如し、ランプ４の電極にダメージを与えずに、かつ確実にランプを点灯させることができる。したがって、ランプ４の点灯回数が増えてもランプ４の寿命が短くなることを回避することができる。
【００２９】
なお、ここでは予熱電流Ｉｆの周波数特性を図３に示すようにするために、予熱回路３７のトランスＴ２の１次側の共振特性を利用しているが、２次側のインピーダンス素子に共振特性を持たせて、同様の特性が得られるようにしてもよい。
【００３０】
図４は本実施形態に示す点灯装置３を搭載した照明装置１１をエレベータかご室１０に取り付けた状態を示した正面図である。エレベータかご室１０の天井面には開口部が設けられており、その開口部に照明装置１１の照射面を合わせて照明装置１１を固定する。照明装置１１には点灯装置３、ランプ４、パネル１２、ソケット１３等が備えられている。ここでは、ランプ４として例えばＦＬ２０ランプのような直管型の熱陰極蛍光ランプを図示しているが、丸管型の蛍光ランプでも構わない。パネル１２は光透過性を有する合成樹脂等で形成され、照明装置１１の照射面に取り付けられ、ランプ４が点灯しているときのランプイメージが照射面に映らないようにして意匠性を良くしている。ランプ４はソケット１３によって支持されており、所定の位置に取り付けられるとともに、ソケット１３およびソケット１３と点灯装置３を接続する電線（図示せず）を介して、ランプ４と点灯装置３を電気的に接続している。点灯装置３は照明装置１１の配光特性に影響を与えない位置に配置され、商用電源１がスイッチ２とエレベータ昇降路内に配設された電源線を介して供給される。スイッチ２を開閉することによって点灯装置３への電源供給を制御可能となるため、エレベータの休止期間中にはスイッチ２を遮断することによりランプ４を消灯させ、省エネを図ることができる。
【００３１】
本実施形態によれば、点灯装置３に効率のよいインバータ式の点灯装置を採用し、かつ、エレベータの休止期間中にはランプ４を消灯させることによって省エネ効果を高めることができる。さらに、ランプ４の電極のフィラメントに与えるダメージを最小限に抑えることができるため、ランプ４の点灯回数が増えてもランプ４が短寿命となることがなく、ランプ交換に伴うメンテナンス費用も削減できる経済的なエレべータかご内照明用の照明装置を提供することができる。
【００３２】
（実施形態２）
図５に本発明の第２の実施形態の具体的な回路例を示す。この構成は図２に示す第１の実施形態の回路構成に、ＡＣ−ＤＣコンバータであるチョッパー回路３８を設けたことを特徴とする。また、予熱回路３７にはトランスＴ２の２次側にチョークコイルＬ４、Ｌ５をそれぞれコンデンサＣ６、Ｃ７と直列に接続している。これは図３に示す予熱電流Ｉｆの周波数特性をＴ２とＣ５の共振特性ではなく、Ｌ４とＣ６、Ｌ５とＣ７の共振特性によって得られるようにしたものであり、その効果は実施形態１と変わらない。それ以外の構成は実施形態１と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００３３】
エレベータでは点灯装置３に商用電源１を供給する電源線がエレベータ昇降路内を配設されるために、特に高層ビル用のエレベータにおいては電源線の配線が長くなり、電源線での電圧降下が大きくなる。電源線の電圧降下が大きくなると点灯装置３に供給される電源電圧もその分下がることになる。点灯装置３の電源電圧が低下するとそれに伴って出力も低下するために、適正な予熱電流を得ることができずにランプ４が短寿命となることが予想される。また、図１１に示す従来のスタータ式安定器５と点灯管６を用いた安定器では、電源電圧が低下するとランプ４が短寿命となるだけでなく、ちらつきが発生しやすくなるという問題点があった。本実施形態はこの問題点を解決するものである。
【００３４】
図５に示すチョッパー回路３８は昇圧式のＡＣ−ＤＣコンバータであり、整流回路３２によって全波整流された電源電圧を所定の直流電圧に昇圧して出力する。チョッパー回路３８の構成はチョークコイルＬ２とダイオードＤ５が直列に整流回路３２のダイオードブリッジＤ１〜Ｄ４の出力段の一端と平滑用コンデンサＣ２の間に挿入されており、チョークコイルＬ２とダイオードＤ５の接続点とダイオードブリッジＤ１〜Ｄ４出力段のもう一端の間にはスイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴＱ３が接続されている。スイッチング素子Ｑ３を導通させると、ダイオードブリッジＤ１〜Ｄ４の出力段からチョークコイルＬ２とスイッチング素子Ｑ３を介して電流が流れることにより、チョークコイルＬ２にはエネルギーが蓄えられる。次に、スイッチング素子Ｑ３を遮断すると、チョークコイルＬ２に蓄えられたエネルギーはダイオードＤ５を介してコンデンサＣ２へと供給される。このようにスイッチング素子Ｑ２の導通と遮断を繰り返すことによりコンデンサＣ２への電流供給と遮断を繰り返し、このスイッチングを高周波で行うことによりコンデンサＣ２の両端にはほぼ直流の電圧を得ることができる。
【００３５】
チョッパー制御回路３９はスイッチング素子Ｑ３のオン・オフ動作を制御しており、コンデンサＣ２の両端電圧を抵抗Ｒ１とＲ２で分圧して検出している。コンデンサＣ２の両端電圧が所定の電圧よりも低い場合にはスイッチング素子Ｑ２の導通時間が長くなるように、逆に電圧が高い場合には導通時間が短くなるようにフィードバック制御することにより、電源電圧や負荷の状態が変化してもコンデンサＣ２の電圧を一定に制御することができる。チョッパー制御回路３９は、その機能を集積化したＩＣが発売されている。例えば、ＩＲ社製のＩＲ２１６６等は入力電流の高調波歪を改善する力率改善機能や、先述のインバータ制御回路３５とタイマー回路３６の機能もひとつのＩＣに内蔵しており、これらのＩＣを使用することにより、これらの制御部を容易に構成することができる。
【００３６】
また、フィルタ回路３１とダイオードブリッジＤ１〜Ｄ４の間にはチョークコイルＬ３が挿入されており、ダイオードブリッジＤ１〜Ｄ４の出力段にはコンデンサＣ８が並列に挿入されている。このチョークコイルＬ３とコンデンサＣ８によってフィルタ回路が構成されており、チョッパー回路３８のスイッチングによって発生する高周波電流をコンデンサＣ８を介してバイパスさせることにより、高周波電流が商用電源１を介して流れることがないようにしている。
【００３７】
ここでは昇圧式のチョッパー回路について説明しているが、降圧式や昇降圧式といった他のチョッパー回路でもよく、商用電源１の交流電圧を略一定の直流電圧に変換できる構成であれば、その効果は変わらない。
【００３８】
この実施形態によれば、点灯装置３へ電源を供給する電源線の配線が長くなっても、インバータ回路３３への入力電圧は電源線の電圧降下を補正して供給することができるため、インバータ回路３３の出力が安定し、電源や配線の状態によってランプ４が短寿命になるという問題を回避することができる。
【００３９】
（実施形態３）
近年、照明器具の分野においては、従来のＦＬランプや、ＦＬＲランプ等に比べて管径を細くした高周波点灯専用の例えばＦＨＦランプが発売されており、これらのランプを採用することによって照明装置を薄型化したものが提案されている。例えば、直管形の蛍光ランプでは、管径を２６ｍｍとしたＦＨＦ１６、ＦＨＦ３２といったランプや、管径１６ｍｍのＦＨＦ２４Ｓや、ＦＨＦ５４Ｓ等がある。エレベータかご内の照明装置においてもこれらのランプを採用することにより、照明装置を薄型化できるという長所がある。
【００４０】
以下に、ランプにＦＨＦ１６を使用した点灯装置３について、図５の回路図を用いて詳細に説明する。ＪＩＳ Ｃ７６１７−２に記載されているデータシートによると、ＦＨＦ１６ランプの定格点灯時の電気特性、および高周波点灯安定器の設計基準は以下の表１、表２に示す通りである（抜粋）。
【００４１】
【表１】
2007035553.tif 000003
【００４２】
【表２】
2007035553.tif 000004
【００４３】
このデータシートより、予熱時間ｔｐを１秒とした場合の予熱電流Ｉｆは０．５１２Ａ以上、１．０５８Ａ以下が最適な範囲となる。また、このときにランプ両端に印加される電圧Ｖｐを２００Ｖ以下にすれば片側接地の条件においてもランプ４が放電を開始することはなく、予熱時間ｔｐ経過後に３６０Ｖ以上の電圧Ｖｓを印加すれば、中点接地の条件においてもランプ４を確実に点灯させることができる。
【００４４】
これに対し、点灯装置３の共振回路３４と予熱回路３７の各部品定数と、チョッパー回路３８の出力電圧、インバータ回路３３の動作周波数、タイマー回路３６の予熱時間設定を例えば以下の通り設定する。
【００４５】
共振回路  チョークコイルＬ１：１．３６ｍＨ
コンデンサＣ３：４．７ｎＦ
コンデンサＣ４：１００ｎＦ
【００４６】
予熱回路  トランスＴ２  １次側ｎ１：１０ｍＨ、２１５Ｔ
２次側ｎ２、ｎ３：１５Ｔ
チョークコイルＬ４、Ｌ５：１２μＨ
コンデンサＣ５：１００ｎＦ
コンデンサＣ６、Ｃ７：６８ｎＦ
【００４７】
チョッパー回路  出力電圧：３００Ｖ
【００４８】
インバータ回路  動作周波数  予熱時：１５０ｋＨｚ
始動時：７１ｋＨｚ
点灯時：６２ｋＨｚ
【００４９】
タイマー回路  予熱時間設定１．０秒
【００５０】
以上の条件によれば、点灯装置３よりランプ４に供給される各電気特性は以下の通りとなる。
予熱電流      Ｉｆｐ：０．７２Ａ
予熱時印加電圧  Ｖｐ：３０Ｖ
始動時印加電圧  Ｖｓ：４８０Ｖ
点灯時ランプ電流：０．２５５Ａ
【００５１】
よって、ＦＨＦ１６のデータシートに記載されている要求特性を満足できている。また、予熱時間ｔｐ中の印加電圧Ｖｐは点灯時のランプ電圧６４Ｖよりもさらに小さい３０Ｖとなっているため、予熱時間ｔｐ中にランプが放電を開始することは起こりえない。実際に、この点灯装置３を用いてＦＨＦ１６のランプ点滅試験を行ったところ、点灯回数１０万回においてもランプのフィラメント断線はなく、かつ、ランプ管端の黒化もほとんど発生せず、正常に点灯するという良好な結果が得られた。
【００５２】
以上の点灯装置を搭載した照明装置をエレベータかご内の照明に使用することにより、省エネ効果が高く、ランプ交換によるメンテナンス費用を抑制した経済的で、かつ、薄型化を実現した意匠性の高い照明装置を提供することができる。
【００５３】
なお、ここでは直管形の高周波専用ランプについて説明しているが、丸管形のＦＨＣランプなどでも同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００５４】
（実施形態４）
図６に本発明の第４の実施形態の回路図を示す。この回路は実施形態２の図５に示す回路図より、予熱回路３７のトランスＴ２とコンデンサＣ５を削除したものであり、バラストチョークＬ１に設けた２次巻線ｎ２、ｎ３より各電極の予熱電流を供給可能としたものである。
【００５５】
この回路構成の場合、共振回路と予熱回路を独立に設計することができないため、実施形態２の場合に比べて設計の自由度は制約されることになる。ただし、ＦＨＦ１６などの管径の細い高周波点灯用のランプは、一般的に予熱時の印加電圧Ｖｐを比較的高くすることができるので、実施形態３に示す場合のように予熱時の印加電圧を３０Ｖまで下げるのではなく、もう少し高い電圧に設定することが可能である。先述のように、ＦＨＦ１６の場合には予熱時間ｔｐ中の印加電圧Ｖｐは２００Ｖ以下でよく、ランプ長の長いＦＨＦ３２や、管径の細いＦＨＦ２４Ｓなどでは更に高い電圧に設定することが可能である。図６の回路構成の場合、予熱時の印加電圧は１００Ｖ程度に抑えることが可能であり、この値であればランプ４の点滅回数が増えてもランプ４が短寿命になることはない。
【００５６】
なお、ここでは予熱回路３７のインピーダンス素子としてコンデンサＣ６、Ｃ７のみの構成としているが、所望の特性が得られれば図５に示すチョークコイルＬ４、Ｌ５とコンデンサＣ６、Ｃ７を直列に接続したものでもよく、その構成を限定するものではない。
【００５７】
本実施形態によれば、予熱回路３７の構成を簡単にすることができるため、低コストで本発明の点灯装置を実現することができ、同様の効果を得ることができる。
【００５８】
（実施形態５）
従来のエレベータかご内用照明装置では、エレベータの休止期間中にランプ４を消灯制御する際に、エレベータが停止してから例えば３〜１０分程度の一定時間（保持時間）が経過した後にランプを消灯させるように制御している。これは、エレベータが一旦停止したあとすぐに次の乗客が来た場合を考慮し、このような場合にはエレベータかご室の扉を瞬時に開けることにより使用者に対して違和感を与えないようにしている。しかし、エレベータ停止後にしばらくの間、乗客からの呼びが入らない場合には、少なくとも保持時間の間は乗客がいないにもかかわらず照明装置１１が点灯するため、余分な電力を消費してしまうことになる。
【００５９】
本実施形態はこの問題点を解決しようとするものである。実施形態１〜４ではすべて電源線に挿入されたスイッチ２を開閉することによって照明装置１１の点灯／消灯を制御していたが、本実施形態では、外部からの信号によって予熱状態を保持する予熱待機状態を設け、ランプ４の点灯／消灯を制御可能にすることを特徴としている。この予熱待機状態は、インバータ回路３３の動作を完全に停止させるのではなく予熱状態を保持することによって、ランプ４は消灯しているものの、ランプ４の電極にはフィラメントを加熱する予熱電流Ｉｆが供給されている状態をさす。この状態であれば、ランプ４で消費する電力は電極のフィラメントに供給する電力のみとなるため、ランプ４を点灯させている場合に比べて消費電力を削減することができる。また、電極のフィラメントには予熱電流Ｉｆが供給されているため、ランプ４を点灯させる必要が生じたときに、予熱電流を流していない場合に比べると速やかに点灯させることができる。
【００６０】
図７は本実施形態の回路構成を示す図であり、図８はその動作を示す点灯装置３の周波数特性図である。図７は実施形態２の図５の回路構成に予熱待機信号１４を入力可能としたものであり、予熱待機信号１４によってインバータ制御回路３５で制御されるインバータ回路３３の動作周波数を切替可能としたものである。この例では、予熱待機信号１４が入力されると、所定の保持時間が経過するまでは予熱待機状態となり、ランプ４は消灯するもののフィラメントは予熱状態を保持するように、所定の動作周波数ｆｗでインバータ回路３３が発振を継続する。図８において、ｆｗは予熱待機状態の動作周波数であり、初期状態から予熱する場合の動作周波数ｆｐよりも高く設定されている。
【００６１】
まず、エレベータが停止し、どこの階からも呼びが入っていない状態になるとエレベータの制御装置から点灯装置３に予熱待機信号１４が出力される。点灯装置３のインバータ制御回路３５では予熱待機信号１４が入力されると、インバータ回路３３の動作周波数をｆｗに切替えて予熱待機状態とする。この時にランプ４に印加される電圧Ｖｗが点灯時のランプ電圧よりも低い電圧しか供給できないように設定すれば、ランプ４は放電を維持することが困難となり、消灯する。予熱待機状態での予熱電流Ｉｆｗは、ランプ４が点灯していた状態で電極が一度暖められているため、その温度を最適に維持できるだけの電流を流せばよく、通常の予熱電流Ｉｆｐよりも小さな電流に設定できる。具体的には、実施形態３に示すＦＨＦ１６ランプの場合、データシート（表２）に示す電流制御予熱条件の予熱時間ｔｐを極めて長くした場合の最小予熱電流ｉｋと最大予熱電流Ｉｋの間に予熱待機の電流Ｉｆｗを設定すればよい。したがって、予熱時間ｔｐを無限大とすると予熱電流の最小値ｉｋと最大値Ｉｋはそれぞれｉｋ＝ｉｍ、Ｉｋ＝ＩＭとなるので、予熱待機の電流Ｉｆｗは０．２５Ａ以上、０．４０Ａ以下に設定すればよい。このように制御することにより、ランプ４の電極温度は最適に保ちながら消灯させることができるので、点灯状態を継続する場合に比べて消責電力を削減することができる。
【００６２】
次に、予熱待機状態からエレベータの呼びが入った時には、待機予熱信号が解除され、インバータ制御回路３５はインバータ回路３３の動作周波数をｆｓに切替え、ランプ４に高電圧Ｖｓを印加してランプ４を点灯させる。ランプ４の電極は予熱待機の電流Ｉｆｗによって既に放電開始に最適な温度になっているため、この状態から高電圧Ｖｓを印加しても電極のフィラメントにダメージを与えることなく、ランプ４を確実に点灯できる。
【００６３】
また、保持時間が経過してもエレベータの呼びが入らない場合には、従来と同様に、スイッチ２を遮断することにより点灯装置３への電源の供給を遮断して点灯装置３の動作を停止させ、照明装置１１の電力消費を無くすことによって、さらに省エネを図ることができる。
【００６４】
以上のような制御を加えることにより、エレベータの休止前の保持状態においても消費電力を削減することができ、より省エネ効果を高めることができる。また、予熱待機状態ではランプ４を消灯させても電極温度は最適に維持されているため、エレベータの呼びが入っても電極のフィラメントにダメージを与えることなく、瞬時に点灯することが可能となり、保持状態からエレベータの呼びが入った場合の応答性や、点滅によるランプ寿命を犠牲にすることはない。
【００６５】
さらに、かご室内に人感センサーを設け、人感センサーがエレベータかご室内に人がいることを検知した場合には予熱待機信号１４を解除するように設定すれば、エレベータ停止状態でかご室内に万一乗客が残っていたとしてもランプ４が消灯されることがなくなるため、乗客に不安感を与えることはない。
【００６６】
（実施形態６）
実際のエレベータではエレベータ休止状態からエレベータの呼びが入ってから、かご室の扉が開くまでの時間ｔ１は、使用状態によって異なる。具体的には、建物の最上階でエレベータが休止状態にあるときに、同じ最上階で呼びが入る場合と、１階で呼びが入る場合では、後者の方がエレベータかご室が１階まで移動する時間の分だけ、かご室の扉が開くまでの時間が長くなる。つまり、エレベータかご室が停止している階と呼びが入った階が異なる場合には、かご室がその間を移動する時間はかご室内に乗客がいないため、かご内の照明装置１１の点灯をその移動時間（ｔ２）分だけ遅らせても、使用者に対してなんら影響を与えるものではない。したがって、エレベータかご室の移動時間ｔ２が長い場合には、それに応じて点灯装置３の予熱時間ｔｐを長くすることができるので、その分だけ少ない予熱電流Ｉｆでランプ４の電極を加熱することができる。つまり、予熱時間ｔｐを長くすることによって放電開始時の電極のダメージをより小さくすることができ、ランプ４の寿命を更に延ばすことが可能となる。
【００６７】
本実施形態では、エレベータの呼びが入ってから、かご室の扉が開くまでの時間ｔ１を、かご室が停止していた階と呼びが入った階の情報から推定し、その時間に応じて点灯装置３の予熱時間ｔｐを可変とすることを特徴とする。図９は本実施形態の回路構成を示す図であり、図１０はその動作を示す点灯装置３の周波数特性図である。図９は実施形態２の図５の回路構成に予熱時間切替信号１５を入力可能としたものであり、予熱時間切替信号１５によってインバータ制御回路３５で制御されるインバータ回路３３の動作周波数を切替可能とし、また、タイマー回路３６による予熱時間を切替可能としたものである。
【００６８】
まず、エレベータの制御装置では、エレベータが休止状態である時に、かご室が停止している階から呼びが入った階へ、かご室が移動する際に要する移動時間ｔ２を推定する。例えば、以下のように移動時間ｔ２を３段階に分けた場合について説明する。
【００６９】
（ａ）移動時間ｔ２：３秒未満
（ｂ）移動時間ｔ２：３秒以上、８秒未満
（ｃ）移動時間ｔ２：８秒以上
【００７０】
例えば、休止状態でかご室が停止している階と呼びが入った階が同じ場合にはかご室が移動する必要がないため、（ａ）のパターンとなり、最上階から１階まで移動するような比較的移動時間が長い場合には（ｃ）のパターンとなる。また、移動時間が比較的短い場合には（ｂ）のパターンとなる。これらの３つの状態を示す信号を予熱時間切替信号１５としてエレベータ制御装置から照明装置１１の点灯装置３へ出力する。なお、出力信号の形態はこれらの状態が識別できればアナログ信号でもデジタル信号でもよく、その形態を問うものではない。
【００７１】
点灯装置３では、この予熱時間切替信号１５に応じて予熱時間ｔｐと予熱時の動作周波数ｆｐを決定する。エレベータ休止状態においてエレベータの呼びが入ってから、かご室の扉が開くまでの時間ｔ１はエレベータかご室の移動時間ｔ２にかご室の扉が開く時間を加えればよいので、予熱時間切替信号１５より時間ｔ１を推定することができる。例えば、かご室の扉が開く時間を１．５秒未満として、予熱時間ｔｐを移動時間ｔ２に１秒を加えた値とする。上記の３つの状態に対しては、それぞれの移動時間ｔ２の最小値に１秒を加えるものとすると、各状態の予熱時間ｔｐは以下のように設定できる。
【００７２】
（ａ）予熱時間ｔｐ１：１秒
（ｂ）予熱時間ｔｐ２：４秒
（ｃ）予熱時間ｔｐ３：９秒
【００７３】
このような条件において、実施形態３に示すＦＨＦ１６ランプ用の予熱条件（最小予熱電流ｉｋ、最大予熱電流ＩＫ）を表２のデータシートより求めると、以下に示す表の通りとなる。
【００７４】
【表３】
2007035553.tif 000005
【００７５】
よって、上記３つの状態に応じて予熱電流Ｉｆが以下の値になるように、予熱時間切替信号１５に応じてインバータ回路３３の動作周波数を切替えれば、エレベータかご室の移動時間ｔ２に応じた最適な予熱が可能となる。
【００７６】
（ａ）予熱電流Ｉｆｐ１：０．７２Ａ
（ｂ）予熱電流Ｉｆｐ２：０．５０Ａ
（ｃ）予熱電流Ｉｆｐ３：０．４０Ａ
【００７７】
つまり、予熱時間ｔｐを長く設定するほうが予熱電流Ｉｆを小さくできるので、電極のフィラメントに対するストレスをより緩和できる。
【００７８】
以上のような構成とすることにより、ランプ４を点灯させる際に、エレベータかご室の移動時間が長い場合には、それに応じて予熱時間ｔｐを長くするとともに予熱電流Ｉｆを小さくすることができるので、電極に加わるストレスを軽減し、ランプ４の寿命を更に延ばすことが可能となる。
【００７９】
なお、ここでは予熱時間ｔｐ、予熱電流Ｉｆの切替を３段階としているが、その設定段数を問うものではなく、連続的に変化させるように構成しても、その効果は何ら変わるものではない。
【００８０】
本実施形態によれば、ランプ４を点灯させる際の予熱時間ｔｐと予熱電流Ｉｆｐを、エレベータかご室の移動時間ｔ２に応じて最適な値に設定できるため、使用者に対して不快感を与えることなく、ランプ４の電極へのストレスを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の基本構成を示す回路図である。
【図２】本発明の実施形態１の構成を示す回路図である。
【図３】本発明の実施形態１の動作説明図である。
【図４】本発明の実施形態１の照明装置を用いたエレベータの正面図である。
【図５】本発明の実施形態２の構成を示す回路図である。
【図６】本発明の実施形態４の構成を示す回路図である。
【図７】本発明の実施形態５の構成を示す回路図である。
【図８】本発明の実施形態５の動作説明図である。
【図９】本発明の実施形態６の構成を示す回路図である。
【図１０】本発明の実施形態６の動作説明図である。
【図１１】従来の銅鉄型安定器を用いた点灯装置の回路図である。
【図１２】従来のインバータ回路を用いた点灯装置の回路図である。
【符号の説明】
【００８２】
１    商用電源
２    スイッチ
３    点灯装置
３２  整流回路
３３  インバータ回路
３４  共振回路
３６  タイマー回路
３７  予熱回路
４    ランプ（熱陰極蛍光ランプ）
【図１】
2007035553.tif 000006
【図２】
2007035553.tif 000007
【図３】
2007035553.tif 000008
【図４】
2007035553.tif 000009
【図５】
2007035553.tif 000010
【図６】
2007035553.tif 000011
【図７】
2007035553.tif 000012
【図８】
2007035553.tif 000013
【図９】
2007035553.tif 000014
【図１０】
2007035553.tif 000015
【図１１】
2007035553.tif 000016
【図１２】
2007035553.tif 000017