JP2006236711A - 照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】器具本体などの経年劣化を検知して耐用寿命を過ぎたまま使用され続けるのを防ぐ。
【解決手段】安定器３の端子部３１とランプソケット２とを接続する電線５の間に時間の経過とともに導電率が変化する抵抗器５０が挿入されている。抵抗器５０は、電線５の心線に比べて非常に細い導体からなり対になる電線５の心線同士を接続する一対の導線５１と、導線５１並びに電線５の一部を収納し内部に導線５１の腐食を加速させる物質が封入されたハウジング５２とで構成される。すなわち、導線５１の経年劣化によって抵抗器５０の導電率がフィラメントの断線と同じ状態となることで照明器具の耐用寿命が経過したことを検知できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、照明器具に関するものである。

一般の照明器具は、通常、光源たるランプ（蛍光灯などの放電灯や白熱灯）が装着されるランプソケットと、外部の電源（例えば、商用交流電源）からランプソケットを介してランプに供給する電力を調整してランプを安定点灯させる安定器と、ランプソケット並びに安定器を支持する器具本体と、反射や拡散あるいは屈折等によりランプの光を制御する光制御部材（反射板やグローブなど）とで構成されている。ここで、ランプについては、不点灯や始動性あるいは光量の低下といった明白な現象により、使用者が経年劣化（寿命末期）を容易に知ることができて交換されることになる。一方、照明器具についても耐用寿命が存在し、金属部品の疲労や酸化、合成樹脂成形品の劣化、変色、破損、あるいは安定器を構成する部品の劣化、絶縁抵抗の低下等の現象として現れる。しかしながら、ランプが正常に点灯している場合、一般的に使用者は照明器具の耐用寿命に気付かずに使用し続けることが多く、照明器具が耐用寿命を超えて使用された場合には本来の適正な性能が得られないという問題がある。

ところで、蛍光灯用の電子安定器（放電灯点灯装置）については、その累積動作時間を計時することでコンデンサやトランジスタといった電子部品の経年劣化を予測し、累積動作時間が予め決められた時間に達した時点で使用者に報知することで電子部品の耐用寿命による故障を未然に防止しようとするものが既に提案されている（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。
特開２００４−２５９５３３号公報 特開２００１−１８５３７４号公報

上述のように安定器の耐用寿命、特に安定器を構成する回路部品の耐用寿命を検知して使用者に報知することは従来から行われているが、安定器以外の器具本体やランプソケットあるいは光制御部材の耐用寿命については何ら対策が採られていないのが実情である。

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、器具本体などの経年劣化を検知して耐用寿命を過ぎたまま使用され続けるのを防ぐことができる照明器具を提供することにある。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、光源たるランプが装着されるランプソケットと、外部の電源からランプソケットを介してランプに供給する電力を調整してランプを安定点灯させる安定器と、ランプソケット並びに安定器を支持する器具本体と、反射や拡散あるいは屈折等によりランプの光を制御する光制御部材と、ランプソケット、安定器、器具本体、光制御部材の少なくとも何れか一つの構成部材の経年劣化を検知する検知手段とを備えたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記検知手段は、構成部材の電気的特性の変化に基づいて経年劣化を検知することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記検知手段は、外部電源から安定器又は安定器からランプソケットへの給電路に挿入されて時間の経過とともに導電率が変化する抵抗器を有することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項２の発明において、前記検知手段は、経年劣化によって絶縁抵抗が変化する部材の当該絶縁抵抗に基づいて経年劣化を検知することを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１の発明において、前記検知手段は、安定器への通電中における温度を検出することで経年劣化を検知することを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記検知手段は、経年劣化によって温度が上昇する電気部品と、該電気部品の温度を測定する測温体とを有することを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項５の発明において、前記検知手段は、前記光制御部材の特定部位に設けられ且つ経年劣化によって放熱性能が変化する放熱部材と、該特定部位の温度を測定する測温体とを有することを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項１の発明において、前記検知手段は、構成部材の色の変化に基づいて経年劣化を検知することを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項１の発明において、前記検知手段は、構成部材の強度変化に基づいて経年劣化を検知することを特徴とする。

請求項１０の発明は、請求項１の発明において、前記検知手段は、構成部材の変形に基づいて経年劣化を検知することを特徴とする。

本発明によれば、検知手段によってランプソケット、安定器、器具本体、光制御部材の少なくとも何れか一つの構成部材の経年劣化を検知しているので、照明器具が耐用寿命を過ぎたまま使用され続けるのを防ぐことができる。

以下、直管形の蛍光ランプを光源とする天井直付け型の照明器具に本発明の技術思想を適用した実施形態について図面を参照して詳細に説明する。但し、これに限定する主旨ではなく、他の形状の蛍光ランプや蛍光ランプ以外の放電灯若しくは白熱灯などを光源とする照明器具全般に本発明の技術思想が適用可能である。

（実施形態１）
本実施形態は、図１に示すように器具本体１、一対のランプソケット２、電子安定器３、反射板４を備えている。器具本体１は、金属製の板材を加工することで長手方向に沿った一面が開口する長尺の矩形箱状に形成されている。ランプソケット２は、直管形の蛍光ランプＦＬの口金が着脱自在に装着される受金と、電線５を介して安定器３と接続される端子部と、絶縁性を有する合成樹脂成形品からなり受金及び端子部を内部に収納したソケット本体２０とで構成され、ソケット本体２０の内部で端子部と受金が電気的に接続されている。ランプソケット２はソケット台６によって器具本体１の内部に固定される。ソケット台６は帯板状の金属板を略コ字型に折り曲げてなり、中央部に形成された切り欠き部６ａをソケット本体２０の端部に形成された取付溝２１に挿入係止することでソケット本体２０に取り付けられ、ねじ止め等の適宜の方法で器具本体１の内壁に取着されることでランプソケット２が開口から受金を突出させる形で器具本体１の内部に固定される。

安定器３は、蛍光ランプＦＬの始動及び点灯中ともに半導体素子による交流−交流（商用周波−高周波）変換を行って蛍光ランプＦＬを適正に点灯させる機能を有した蛍光灯電子安定器（ＪＩＳ Ｃ ８１１７参照）であって、半導体素子などの電子部品が実装されたプリント配線板（図示せず）と、プリント配線板を収納する金属製のケース３０と、ケース３０の長手方向両端部に設けられ、電線５又は給電線７が接続される端子部３１，３２とを具備する。一方の端子部３１は電線５を介してランプソケット２の端子部と接続され、他方の端子部３２は給電線７を介して端子台８に接続される。また端子台８は、器具本体１の長手方向に対向する側面の挿通孔１０を通して器具本体１内に引き込まれる電源線９が接続され、電源線９と給電線７を内部で導通させて商用交流電源を安定器３に供給している。尚、安定器３と端子台８は何れも器具本体１内に収納固定される。

反射板４は、器具本体１の開口を塞ぐ帯状の主部４０と、主部４０の長手方向に沿った両端縁から斜め下方へ突出する一対の翼部４１とが金属製の板材を加工することで一体に形成されて構成される。主部４０の長手方向両端には各々ランプソケット２が挿通される切り欠き４０ａが設けられている。尚、反射板４はねじ止め等の適宜の方法で器具本体１に固定される。

ここで本実施形態においては、安定器３の端子部３１とランプソケット２とを接続する電線５の間に時間の経過とともに導電率が変化する抵抗器５０が挿入されている。この抵抗器５０は、図２（ａ）に示すように電線５の心線に比べて非常に細い導体からなり対になる電線５の心線同士を接続する一対の導線５１と、導線５１並びに電線５の一部を収納し内部に導線５１の腐食を加速させる物質、例えば、水分や塩酸又は硫化水素など腐食性ガスあるいは酸性の洗剤などが封入されたハウジング５２とで構成され、ランプソケット２や安定器３などとともに器具本体１内に収納固定される。尚、導線５１は、初期の抵抗値が蛍光ランプＦＬのフィラメントの抵抗値（約１０Ω程度）よりも十分に小さい値（例えば、１Ω以下）であり、その製品（照明器具）の仕様として規定された耐用寿命（例えば、１０年）が経過した時点の抵抗値がフィラメントの抵抗値よりも十分に大きい値（例えば、１００Ω程度）に変化するような材料・材質で形成される。

而して、導線５１の腐食が進行して抵抗器５０の導電率が経年的に低下するから、安定器３から見ると蛍光ランプＦＬのフィラメントが断線したときと同じ状態になる。ここで、安定器３にはフィラメントを含む閉回路に微小な電流を流すことでフィラメントの断線を検出する断線検出手段が設けられており、上述のように抵抗器５０によってフィラメントの断線と同じ状態になれば、断線検出手段が断線を検出して予め決められた処置（例えば、安定器３の停止など）が行われることになる。すなわち、本実施形態においては、導線５１の経年劣化によって抵抗器５０の導電率がフィラメントの断線と同じ状態となることで照明器具の耐用寿命が経過したことを検知できる。尚、使用者は蛍光ランプＦＬを交換しても点灯しないことで照明器具が耐用寿命に到達したことを知ることができ、照明器具が耐用寿命を過ぎたまま使用され続けるのを防ぐことができる。但し、別途光や音で耐用寿命に達したことを報知する手段を照明器具に設けても構わない。

尚、図３（ａ）に示すように導電性を有する液体又はゲル状の物質５３をハウジング５２内に充填し、図３（ｂ）に示すように時間の経過とともに物質５３が蒸発することで抵抗値が上昇（導電率が低下）するようにした抵抗器５０を用いてもよい。この種の物質５３としては、例えば、錫−アンチモン系酸化物水分散液、インジウム−錫系酸化物分散液に銅粉や鉄粉を混合したものなどがある。あるいは、このような物質５３を充填する代わりに導線５１を部分的にハウジング５２の外に露出させるだけでも構わない。

（実施形態２）
本実施形態は、抵抗器５０を備えていない点を除き、図４に示すように実施形態１と基本構成が共通であるから、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。

図４及び図５に示すように、反射板４の主部４０に薄い板状の絶縁体６０が鋲６１を用いて固定され、絶縁体６０の両端部に突設されている棒状の一対の測定端子６２が主部４０に貫設された孔４０ｂを通して器具本体１内に突出させてある。これら一対の測定端子６２には各々リード線６３の一端が接続され、安定器３に設けられた測定用端子部３３に各リード線６３の他端が接続されている。絶縁体６０は蛍光ランプＦＬから放射される紫外線によって絶縁抵抗が経年劣化しやすい合成樹脂、例えば、耐候処理がされていない熱可塑性樹脂（ポリプロピレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネートなど）からなる。すなわち、絶縁体６０は初期の絶縁抵抗が１０００ＭΩ以上であるが、紫外線照射によってクラックが発生し、さらに空気中の埃や水分がクラックに入り込むことで絶縁抵抗が経年劣化して、例えば１ＭΩ以下にまで低下してしまう。ここで図示は省略するが、安定器３には測定用端子部３３からリード線６３を介して絶縁体６０の絶縁抵抗を測定する測定回路が設けられており、絶縁抵抗が所定の基準値（例えば、１ＭΩ）以下となって絶縁体６０が絶縁不良になったら、断線検出手段が断線を検出した場合と同様に予め決められた処置（例えば、安定器３の停止など）が行われる。したがって、実施形態１と同様に使用者は蛍光ランプＦＬを交換しても点灯しないことで照明器具が耐用寿命に到達したことを知ることができ、照明器具が耐用寿命を過ぎたまま使用され続けるのを防ぐことができる。尚、絶縁体６０が絶縁不良になるまでの経過時間は、絶縁体６０の材料や材質、厚みや大きさによって設定でき、また、照明器具の構成部品のうちで最も劣化しやすい部品、例えば、ランプソケット２のソケット本体２０と同じ材料で絶縁体６０を形成すれば、耐用寿命をより正確に検知することができる。

ところで、図６（ａ）に示すように板ばねからなる２つの導体６４，６５を対向させ、突起状の接点部６４ａが設けられた導体６４を撓ませた状態で支持する絶縁体６０’を導体６４，６５間に介在させ、図６（ｂ）に示すように経年劣化によって絶縁体６０’が破損や変形すると接点部６４ａが導体６５と接触して絶縁抵抗が略ゼロとなる構成を採用してもよい。この場合、絶縁体６０’を形成する合成樹脂材料としては、図６（ｃ）に示すように強度が急激に低下するポリプロピレンのような熱可塑性樹脂を用いることが望ましい。

（実施形態３）
本実施形態は、抵抗器５０を備えていない点を除き、図４に示すように実施形態１と基本構成が共通であるから、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。

図７に示すように、器具本体１の側面の温度（雰囲気温度）と、安定器３のケース３０表面の温度（安定器温度）とを測定し、その差分が所定の閾値を超えたときに商用交流電源から安定器３への給電を停止する機能を有した検知部７０が、端子台８と安定器３の端子部３２を接続する給電線７に挿入されている。

検知部７０は、熱伝導度が低い材料からなるハウジング７１と、ハウジング７１から導出された熱電対７２ａ，７２ｂと、ハウジング７１内に収納され、熱電対７２ａ，７２ｂの電位差が所定の閾値以下の間は接点がオンとなり、閾値を超えたときに接点がオフとなるスイッチ要素（図示せず）とを具備している。すなわち、安定器３を構成する電子部品が経年劣化して寿命末期に近付くと発熱量が増加するから、ケース３０の表面温度と雰囲気温度との差分が閾値を超えたら耐用寿命が過ぎたと判断してスイッチ要素をオフし、安定器３を強制的に停止させるのである。しかも、経年劣化以外の原因で異常な温度上昇が生じた場合にも検知部７０が安定器３を強制的に停止するため、寿命末期だけでなく、その他の原因による異常な温度上昇も併せて検知することができる。尚、温度を測定する箇所は安定器３に限定するものではない。例えば、電源線９を介した給電を入切する電源スイッチ１１が器具本体１の側面に取り付けられている場合、電源スイッチ１１の接点が経年劣化して接触抵抗が増大すると発熱量が増えて温度が上昇するから、この温度上昇を熱電対７２ａで測定すれば電源スイッチ１１の耐用寿命を検知することができる。あるいは、ソケット本体２０の表面温度を測定すれば、蛍光ランプＦＬの口金やフィラメントの異常発熱や、安定器３の故障等による異常発熱を検知することができる。さらに、端子台８の表面温度を測定すれば、端子板等の導電部材の腐食による異常発熱を検知することができる。

ところで、熱電対７２ａ，７２ｂとスイッチ要素の代わりに、バイメタルからなる接点部を有し温度上昇によってバイメタルが熱動することで接点をオフするようにした所謂サーマルプロテクタを検知部７０に用いてもよい。また、実施形態１で説明した抵抗器５０を、例えば端子台８と検知部７０との間の給電線７に挿入し、抵抗器５０の表面温度を測定することで寿命末期を検知するようにしてもよい。

（実施形態４）
本実施形態の基本構成は実施形態３と共通である。よって、実施形態３と共通の構成要素には同一の符号を付して適宜図示並びに説明は省略する。

本実施形態では、図８に示すように反射板４の一方の翼部４１の背面（蛍光ランプＦＬと対向しない面）の一部に放熱シート７３を貼着し、翼部４１の前面（蛍光ランプＦＬと対向する面）における放熱シート７３の投影範囲内の温度と、投影範囲外の温度とを熱電対７２ａ，７２ｂで測定している。

放熱シート７３は接着剤が塗布されたシートにゲル状の水溶性高分子基材が塗布されてなり、水溶性高分子基材に含まれる水分が熱を吸収・発散することで放熱を促進するものである。つまり、通常は放熱シート７３の放熱効果によって熱電対７２ａ，７２ｂで測定される温度差が所定値（例えば、１０℃）以上となるが、長期間の使用によって放熱シート７３の放熱効果がなくなると温度差が略ゼロ、あるいは逆転することになるから、検知部７０において熱電対７２ａ，７２ｂの電位差を測定することで寿命末期が検知できるものである。

（実施形態５）
本実施形態は、抵抗器５０を備えていない点を除き、図９に示すように実施形態１と基本構成が共通であるから、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。

反射板４の一方の翼部４１前面に矩形板状の被測定片４２が突設されている。この被測定片４２は、耐侯処理がされていない合成樹脂成形品からなり、蛍光ランプＦＬから放射される紫外線が長期間照射されることで表面の色が変化（変色）するものである。そして、被測定片４２の色変化を測定する色差計測装置８０が翼部４１に取り付けられている。この色差計測装置８０は従来周知のものであって、例えば、ＣＩＥＬＵＶ表色系における色度として被測定片４２の色を測定し、初期の色度と経年変化後の色度との差（色差）が所定の限度値を超えたときに寿命末期と判断して信号を出力し、この信号を受けた安定器３が動作を停止するのである。尚、被測定片４２は紫外線によって変色しやすい塗装がされた板金、あるいは塗装がされておらず、酸化やさびやすい板金で構成してもよい。

ここで、被測定片４２や色差計測装置８０を翼部４１の前面に設けると蛍光ランプＦＬの光が遮られて配光特性に影響を及ぼすので、図１０に示すように翼部４１の背面に被測定片４２及び色差計測装置８０を配置し、翼部４１に貫設した窓孔４１ａを通して被測定片４２の表面に蛍光ランプＦＬの紫外線を照射する構成とすることが望ましい。あるいは、図１１に示すように翼部４１の一部に光透過性を有する材料（例えば、アクリル樹脂など）からなる被測定部４２’を埋設し、翼部４１の背面に配置した色差計測装置８０で紫外線照射による被測定部４２’の変色を測定する構成としてもよい。

（実施形態６）
本実施形態は、抵抗器５０を備えていない点を除き、図１２に示すように実施形態１と基本構成が共通であるから、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。

反射板４の主部４０の中央部分には矩形の窓孔４０ｃが貫設され、図１３（ａ）に示すように主部４０の背面に窓孔４０ｃを塞ぐようにして検知部材９０が配置されている。検知部材９０は紫外線により劣化しやすい合成樹脂材料によって平面視略凹字状に形成され、中央の凹所９０ａにはコイルばね９１が圧縮状態で収納される。また検知部材９０の両端部には一対の接点ばね９２が鋲９３で固定され、各接点ばね９２の先端に設けられた接点９２ａ同士が弾接させてある。なお、一方の接点ばね９２は給電線７により端子台８と接続され、他方の接点ばね９２は給電線７により安定器３の端子部３２と接続されている。そして、このように構成された検知部材９０は、凹所９０ａの底壁９０ｂで窓孔４０ｃを塞ぐように主部４０の背面に配置され、一方の端部において鋲９４により主部４０に固定される。

而して、蛍光ランプＦＬから放射される紫外線が窓孔４０ｃを通して検知部材９０の底壁９０ｂに照射されるため、底壁９０ｂの部位が経年劣化して強度が低下し、やがて、図１３（ｂ）に示すようにコイルばね９１のばね力によって破壊され、主部４０に固定されていない検知部材９０の他方の端部がコイルばね９１に押されて移動することで接点ばね９２の接点９２ａが離間してしまい、端子台８から安定器３に至る給電路（給電線７）が途中で遮断されることにより安定器３が停止するのである。従って、安定器３が停止すること、並びに窓孔４０ｃが検知部材９０の底壁９０ｂで塞がれなくなることによって照明器具が耐用寿命に達したことを使用者に知らせることができる。

ところで、合成樹脂製の検知部材９０の代わりに、図１４（ａ）に示すように弾性が低い板材からなる導電板１０１に薄板状の形状記憶合金１０２を貼り合わせるともに導電板１０１の両端にそれぞれ給電線７を介して端子台８と安定器３の端子部３２とを接続してなる検知部材１００を、一端部を鋲１１０で固定するようにして主部４０の背面に配置し、蛍光ランプＦＬの点灯・消灯に伴う温度変化によって形状記憶合金が変形を繰り返すと、やがて導電板１０１が金属疲労により破断され、端子台８から安定器３に至る給電路（給電線７）を途中で遮断して安定器３を停止するようにしても構わない。あるいは、図１４（ｂ）に示すように薄板状の形状記憶合金１１１の一端部を鋲１１２で主部４０に固定し、形状記憶合金１１１の他端部でカウンタ１２０のトリガスイッチ１２１を押操作する構成とし、カウンタ１２０のカウント数に基づいて照明器具の耐用寿命を検知するようにしても構わない。

実施形態１を示す分解斜視図である。 同上における抵抗器の断面図である。 （ａ）（ｂ）は同上における他の構成の抵抗器の断面図である。 実施形態２を示す分解斜視図である。 同上における要部の断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は同上における他の構成の要部の説明図である。 実施形態３を示す分解斜視図である。 実施形態４を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は要部断面図である。 実施形態５を示す斜視図である。 同上における他の構成の要部の断面図である。 同上におけるさらに他の構成の要部の断面図である。 実施形態６を示す斜視図である。 （ａ）（ｂ）は同上における要部の説明図である。 （ａ）（ｂ）は同上における他の構成の要部の説明図である。

符号の説明

１ 器具本体
２ ランプソケット
３ 安定器
４ 反射板
５ 電線
５０ 抵抗器

Claims (10)

1. 光源たるランプが装着されるランプソケットと、外部の電源からランプソケットを介してランプに供給する電力を調整してランプを安定点灯させる安定器と、ランプソケット並びに安定器を支持する器具本体と、反射や拡散あるいは屈折等によりランプの光を制御する光制御部材と、ランプソケット、安定器、器具本体、光制御部材の少なくとも何れか一つの構成部材の経年劣化を検知する検知手段とを備えたことを特徴とする照明器具。
2. 前記検知手段は、構成部材の電気的特性の変化に基づいて経年劣化を検知することを特徴とする請求項１記載の照明器具。
3. 前記検知手段は、外部電源から安定器又は安定器からランプソケットへの給電路に挿入されて時間の経過とともに導電率が変化する抵抗器を有することを特徴とする請求項２記載の照明器具。
4. 前記検知手段は、経年劣化によって絶縁抵抗が変化する部材の当該絶縁抵抗に基づいて経年劣化を検知することを特徴とする請求項２記載の照明器具。
5. 前記検知手段は、安定器への通電中における温度を検出することで経年劣化を検知することを特徴とする請求項１記載の照明器具。
6. 前記検知手段は、経年劣化によって温度が上昇する電気部品と、該電気部品の温度を測定する測温体とを有することを特徴とする請求項５記載の照明器具。
7. 前記検知手段は、前記光制御部材の特定部位に設けられ且つ経年劣化によって放熱性能が変化する放熱部材と、該特定部位の温度を測定する測温体とを有することを特徴とする請求項５記載の照明器具。
8. 前記検知手段は、構成部材の色の変化に基づいて経年劣化を検知することを特徴とする請求項１記載の照明器具。
9. 前記検知手段は、構成部材の強度変化に基づいて経年劣化を検知することを特徴とする請求項１記載の照明器具。
10. 前記検知手段は、構成部材の変形に基づいて経年劣化を検知することを特徴とする請求項１記載の照明器具。

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