(57)【要約】【課題】制御装置の処理負荷を増大させることなく調光時のランプ電圧低下を抑制することである。【解決手段】放電灯１５の第１のフィラメント１９ａ及び第２のフィラメント１９ｂを予熱するための電流を供給するフィラメントトランス１８の第１のフィラメント巻線Ｓ１と第２のフィラメント巻線Ｓ２との間にスペーサＳ３を設け、第１のフィラメント巻線Ｓと第２のフィラメント巻線とのＳ２間に所定間隔ｄを保ち、第１のフィラメント巻線Ｓ１と第２のフィラメント巻線Ｓ２との間の浮遊容量を軽減する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電灯に供給する電流を調整して点灯制御するためのインバータ回路と；
前記放電灯の一方のフィラメントを予熱するための電流を供給する第１のフィラメント巻線と、前記放電灯の他方のフィラメントを予熱するための電流を供給する第２のフィラメント巻線と、前記インバータ回路から電力が供給され前記第１のフィラメント巻線及び前記第２のフィラメント巻線を励磁する主巻線と、前記第１のフィラメント巻線と前記第２のフィラメント巻線との間に所定間隔を形成するスペーサとを有し、前記主巻線の外側に前記第１のフィラメント巻線及び第２のフィラメント巻線が巻かれるとともに、前記第１のフィラメント巻線及び前記第２のフィラメント巻線との間に前記スペーサが設けられるフィラメントトランスと；
を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記スペーサは、前記第１のフィラメント巻線または前記第２のフィラメント巻線と同じ素材のダミー巻線であることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２の放電灯点灯装置と；
前記放電灯点灯装置により点灯及び調光される放電灯と；
前記放電灯点灯装置及び前記放電灯が装着される器具本体と；
を備えた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、放電灯点灯装置及び照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
調光制御が可能な放電灯点灯装置は、負荷回路に供給される電圧及び電流に対応する信号をそれぞれ加算して制御信号を生成し、インバータ回路の出力をフィードバック制御するようにしている（例えば、特許文献１参照）。また、インバータ回路から負荷（ランプ）への出力配線が長くなって出力配線間の浮遊容量が増大すると、ランプが点灯していなくても電流検出値が増加し出力電圧が低下して点灯できなくなることを防止するために、制御により回避するようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１−２９４３９８号公報
【特許文献２】特開２００５−１１６５０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１のものでは出力配線間の浮遊容量を考慮していないので、特に調光制御時に浮遊容量によりランプ電圧が低下し放電灯を点灯できなくなることがある。また、特許文献２のものでは、調光時の浮遊容量によるランプ電圧低下を制御により抑制するので、ランプ電圧が低下し放電灯を点灯できなくなることは回避できるが、制御装置での処理負荷が大きくなる。
【０００４】
本発明の目的は、制御装置の処理負荷を増大させることなく調光時のランプ電圧低下を抑制できる放電灯点灯装置及び照明器具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明に係わる放電灯点灯装置は、放電灯に供給する電流を調整して点灯制御するためのインバータ回路と；前記放電灯の一方のフィラメントを予熱するための電流を供給する第１のフィラメント巻線と、前記放電灯の他方のフィラメントを予熱するための電流を供給する第２のフィラメント巻線と、前記インバータ回路から電力が供給され前記第１のフィラメント巻線及び前記第２のフィラメント巻線を励磁する主巻線と、前記第１のフィラメント巻線と前記第２のフィラメント巻線との間に所定間隔を形成するスペーサとを有し、前記主巻線の外側に前記第１のフィラメント巻線及び第２のフィラメント巻線が巻かれるとともに、前記第１のフィラメント巻線及び前記第２のフィラメント巻線との間に前記スペーサが設けられるフィラメントトランスと；を備えたことを特徴とする。
【０００６】
本発明及び以下の発明において、用語の定義及び技術的意味は以下による。インバータ回路は、直流電源からの直流を高周波に変換して負荷である放電灯に電流を調整して供給するものである。点灯制御とは負荷を全光点灯する制御をいい、調光制御とは負荷を消灯状態から全光点灯までの間で明るさを階調制御することをいう。
【０００７】
第１のフィラメント巻線とは、放電灯の一方のフィラメントを予熱するための電流を供給する巻線であり、第２のフィラメント巻線とは、放電灯の他方のフィラメントを予熱するための電流を供給する巻線である。主巻線とは、インバータ回路から供給される電力により、第１のフィラメント巻線及び第２のフィラメント巻線を励磁する巻線である。フィラメントトランスとは、主巻線の外側に同心状に第１のフィラメント巻線及び第２のフィラメント巻線が巻かれたトランスである。
【０００８】
スペーサとは、フィラメント巻線に巻かれた第１のフィラメント巻線と第２のフィラメント巻線との間に、所定間隔を保つための部材である。また、所定間隔は、第１のフィラメント巻線と第２のフィラメント巻線との間の浮遊容量の大きさが飽和開始する飽和開始距離以上の間隔にすることが好適である。
【０００９】
請求項２の発明に係わる放電灯点灯装置は、請求項１の発明において、前記スペーサは、前記第１のフィラメント巻線または前記第２のフィラメント巻線と同じ素材のダミー巻線であることを特徴とする。
【００１０】
本発明は、スペーサの素材を特定したものである。すなわち、第１のフィラメント巻線または第２のフィラメント巻線と同じ素材のダミー巻線で構成したものである。ダミー巻線とはフィラメントトランスに巻線を巻いただけで電気的な接続をしていない巻線のことをいう。
【００１１】
請求項３の発明に係わる照明器具は、請求項１または請求項２の放電灯点灯装置と、前記放電灯点灯装置により点灯及び調光される放電灯と、前記放電灯点灯装置及び前記放電灯が装着される器具本体とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明よれば、フィラメントトランスの第１のフィラメント巻線と第２のフィラメント巻線との間にスペーサを設けて所定間隔を保つので、第１のフィラメント巻線と第２のフィラメント巻線との間の浮遊容量が軽減される。これにより、制御装置の処理負荷を増大させることなく放電灯の点灯制御をすることができ、調光制御時であっても浮遊容量の影響を受け難くすることができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、スペーサは、第１のフィラメント巻線または第２のフィラメント巻線と同じ素材のダミー巻線で構成するので、新たな素材を必要とせず、しかも第１のフィラメント巻線または第２のフィラメント巻線の製作と同じ作業でスペーサであるダミー巻線を構成できるので作業性の向上が図れる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、請求項１及び請求項２の効果を有した照明器具を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明の実施の形態に係わる放電灯点灯装置の構成図である。放電灯点灯装置１０のインバータ回路１１は、２個のスイッチング素子１２ａ、１２ｂを有したハーフブリッジインバータ回路で構成されている。インバータ回路１１は直流電源１３からの直流を高周波に変換して、ＬＣ共振回路１４を介して負荷である放電灯１５に電流を供給する。また、放電灯１５に流れるランプ電流は電流検出器１６で検出され制御装置１７に入力される。制御装置１７は放電灯１５のランプ電流が一定値になるようにドライバー２３を介してインバータ回路１１の２個のスイッチング素子１２ａ、１２ｂをオンオフ制御し、点灯制御や調光制御を行う。
【００１６】
インバータ回路１１とＬＣ共振回路１４との間には、フィラメントトランス１８が設けられている。フィラメントトランス１８は、放電灯１５の第１のフィラメント１９ａ及び第２のフィラメント１９ｂを予熱するための予熱電流を供給するものであり、主巻線Ｐ、第１のフィラメント巻線Ｓ１、第２のフィラメント巻線Ｓ２、さらには、図１では図示省略のスペーサを有する。
【００１７】
フィラメントトランス１８の主巻線Ｐには、インバータ回路１１から電力が供給され、第１のフィラメント巻線Ｓ１及び第２のフィラメント巻線Ｓ２を励磁する。そして、第１のフィラメント巻線Ｓ１は、放電灯１５の一方のフィラメント１９ａを予熱するための電流を供給し、第２のフィラメント巻線Ｓ２は、放電灯１５の他方のフィラメント１９ｂを予熱するための電流を供給する。
【００１８】
図２は本発明の実施の形態に係わる放電灯点灯装置のフィラメントトランス１８の構成図である。フィラメントトランス１８の鉄心２０に対して同心状に、主巻線Ｐ及び第１のフィラメント巻線Ｓ１が巻き付けられ、さらにスペーサＳ３を介して第２のフィラメント巻線Ｓ２が巻き付けられている。スペーサＳ３は、第１のフィラメント巻線Ｓ１と第２のフィラメント巻線Ｓ２との間に所定間隔ｄを保つための部材である。
【００１９】
このように、フィラメントトランス１８は、鉄心２０に対して最初に主巻線Ｐを巻き、次に第１のフィラメント巻線Ｓ１を巻き、スペーサＳ３を設け、最後に第２のフィラメント巻線Ｓ２を巻く。第１のフィラメント巻線Ｓ１は放電灯１５の非安定電位側の第１のフィラメント１９ａを予熱し、第２のフィラメント巻線Ｓ２は安定電位側の第２のフィラメント１９ｂを予熱する巻線である。
【００２０】
スペーサＳ３は、例えば、第１のフィラメント巻線Ｓ１または第２のフィラメント巻線Ｓ３と同じ素材のダミー巻線で形成することも可能である。スペーサＳ３としてのダミー巻線は、フィラメントトランス１８に巻線を巻いただけで電気的な接続はしない。この場合、スペーサＳ３は、第１のフィラメント巻線Ｓ１または第２のフィラメント巻線Ｓ２と同じ素材のダミー巻線で構成されるので、新たな素材を必要とせず、しかも第１のフィラメント巻線Ｓ１または第２のフィラメント巻線Ｓ２の製作と同じ作業で、スペーサＳ３であるダミー巻線を構成できる。これにより製作上の作業性の向上が図れる。
【００２１】
ここで、スペーサＳ３を設けるのは、第１のフィラメント巻線Ｓ１と第２のフィラメント巻線Ｓ２との間の浮遊容量を軽減するためである。フィラメントトランス１８において、スペーサを含んで隣り合う巻線間には浮遊容量が存在する。例えば、隣り合う第１のフィラメント巻線Ｓ１とスペーサ（ダミー巻線）Ｓ３との間は２０ｐF程度の浮遊容量ＣS1-S3が存在する。同様に、隣り合うスペーサ（ダミー巻線）Ｓ３と第２のフィラメント巻線Ｓ２と間には２０ｐF程度の浮遊容量ＣS2-S3が存在する。第１のフィラメント巻線Ｓ１と第２のフィラメント巻線Ｓ２との間には、スペーサＳ３があるため浮遊容量ＣS1-S2は比較的小さく５pＦ程度である。すなわち、スペーサＳ３を設けることによって、第１のフィラメント巻線Ｓ１と第２のフィラメント巻線Ｓ２との間の浮遊容量を軽減している。
【００２２】
いま、調光時は１００kＨ、ランプ電圧３００Ｖ、ランプ電流１０mＡで制御しているとする。スペーサ（ダミー巻線）Ｓ３がなく、第１のフィラメント巻線Ｓ１と第２のフィラメント巻線Ｓ２とが隣り合う構成の場合には、第１のフィラメント巻線Ｓ１と第２のフィラメント巻線Ｓ２との間の浮遊容量ＣS1-S2は２０ｐF程度である。従って、放電灯１５の調光時には、第１のフィラメント巻線Ｓ１と第２のフィラメント巻線Ｓ２との間の浮遊容量ＣS1-S2に流れる電流は３．８ｍＡとなり、調光時のランプ電流は１０ｍＡで一定制御なので、ランプ電流が浮遊容量から受ける影響はおよそ４０％近くも占めることになる。
【００２３】
これに対し、本発明の実施の形態のように構成した場合には、第１のフィラメント巻線Ｓ１と第２のフィラメント巻線Ｓ２との間の浮遊容量は、５pＦなので浮遊容量ＣS1-S2に流れる電流は０．９ｍＡである。調光時のランプ電流は１０ｍＡで一定制御なので、ランプ電流が浮遊容量から受ける影響はおよそ１０％である。このように、スペーサＳ３を設けることによって、第１のフィラメント巻線Ｓ１と第２のフィラメント巻線Ｓ２との間の浮遊容量を軽減し、放電灯を調光制御しても放電灯が点灯できなくなることを回避できる。
【００２４】
次に、スペーサＳ３の所定間隔ｄについて説明する。スペーサＳ３の所定間隔ｄを変化させ、ランプ電圧３００Ｖ、ランプ電流１０mＡで放電灯１５の点灯周波数を変化させたときの第１のフィラメント巻線Ｓ１と第２のフィラメント巻線Ｓ２との間の浮遊容量ＣS1-S2の比率を表１に示す。
【表１】
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【００２５】
表１では、第１のフィラメント巻線Ｓ１と第２のフィラメント巻線Ｓ２との間にスペーサを設けなかったときの第１のフィラメント巻線Ｓ１と第２のフィラメント巻線Ｓ２との間の浮遊容量ＣS1-S2を１００％とし、スペーサＳ３の所定間隔ｄを変化させた場合の第１のフィラメント巻線Ｓ１と第２のフィラメント巻線Ｓ２との間の浮遊容量ＣS1-S2の比率を示している。また、図３に表１の内容をグラフで示す。
【００２６】
図３に示すように、第１のフィラメント巻線Ｓ１と第２のフィラメント巻線Ｓ２との間の浮遊容量ＣS1-S2は、スペーサＳ３の所定間隔ｄに比例する領域と飽和する領域とがある。図３ではスペーサＳ３の所定間隔ｄが０〜０．１ｍｍでは比例関係にあるが、０．１ｍｍ以上では飽和する傾向にある。従って、スペーサＳ３の所定間隔ｄは、第１のフィラメント巻線Ｓ１と第２のフィラメント巻線Ｓ２との間の浮遊容量ＣS1-S2の大きさが飽和開始する飽和開始距離（例えば、０．１ｍｍ）以上とする。
【００２７】
図４は本発明の実施の形態に係わる照明器具の説明図である。本発明の実施の形態に係わる放電灯点灯装置１０は、放電灯１５が装着される器具本体２１とともに照明器具を構成する。図４に示すように、放電灯１５は器具本体２１のソケット２２に装着され、放電灯点灯装置１０により点灯される。この照明器具によれば、本発明の実施の形態における放電灯点灯装置１０の効果を有する照明器具が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態に係わる放電灯点灯装置の構成図。
【図２】本発明の実施の形態に係わる放電灯点灯装置のフィラメントトランスの構成図。
【図３】第１のフィラメント巻線と第２のフィラメント巻線との間の浮遊容量と所定間隔との関係を示すグラフ。
【図４】本発明の実施の形態に係わる照明器具の説明図。
【符号の説明】
【００２９】
１０…放電灯点灯装置、１１…インバータ回路、１２…スイッチング素子、１３…直流電源、１４…ＬＣ共振回路、１５…放電灯、１６…電流検出器、１７…制御装置、１８…フィラメントトランス、１９…フィラメント、２０…鉄心、２１…器具本体、２２…ソケット、２３…ドライバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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