JP2009289494A - 点灯装置、照明装置、および照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】高湿度環境下で回路基板や電子部品を保護するとともに、小型、低コスト、高信頼性、組み立ての容易性を実現した点灯装置、照明装置、および照明器具を提供する。
【解決手段】プリント基板１は、電子部品が実装される実装面１ｂ、および半田付けが施される半田面１ａを具備し、実装面１ｂと半田面１ａとを連続させて実装面側からアルミ電解コンデンサ４のリード端子４ｂを挿入する端子挿入孔１ｃと、実装面１ｂと半田面１ａとを連続させてアルミ電解コンデンサ４に対向した充填用開口部１ｄとが形成されて、半田面側から充填用開口部１ｄを介して実装面側に流れ込んだ樹脂６が、充填用開口部１ｄに対向するアルミ電解コンデンサ４と実装面１ｂとの間に充填される。
【選択図】図１

Description

本発明は、点灯装置、照明装置、および照明器具に関するものである。

屋外や高湿度環境下に設置される照明器具では、当該照明器具が備える点灯装置も高湿度の環境下に晒されることがあり、水分や、電子部品を腐食させる成分に対して、点灯装置のプリント配線板や電子部品を保護する必要がある。具体的には、水や湿気の浸入によって電子部品の電極間が短絡し、点灯装置の回路が誤作動する虞があるためである。また、電極電位との電位差が大きい金属との接合部を内部に有する電子部品の場合、当該接合部に局部電池が形成されて、水や湿気等によって腐食が促進される性質があるため、接合部が断線し、点灯装置の回路が誤作動する虞がある。

特許文献１には、点灯装置の外郭ケースと略同じ大きさのトレーを備え、このトレーに回路モジュールを収容し、さらに電気絶縁性および防水性を有する充填材をトレー内に充填して、回路モジュール全体を充填材に埋設することで、回路モジュールの回路基板や電子部品等を充填材で防水し、高湿度環境に耐える防水性能を得ようとする点灯装置が記載されている。なお、このときの充填材の硬度は、電子部品である電解コンデンサの防爆弁が動作可能な硬度とすることが望ましいとされ、硬度としてＪＩＳ Ａ硬度５０が例示されている。このような硬度の充填材を用いることで、充填材に全体が埋設された電解コンデンサの防爆弁が動作した場合、電解コンデンサの防爆弁を覆っていた充填材が容易に盛り上がって撓み、防爆弁の動作に伴う応力を緩和、吸収でき、防爆弁の周囲の充填材の影響で防爆弁の動作に伴う応力が急激に増大すると、防爆弁を覆っていた充填材が吹き飛んで、他に影響を与えることを防止している。

また、特許文献２には、トレーに回路モジュールを収容し、さらに電気絶縁性および防水性を有する充填材をトレー内に充填して、回路モジュール全体を充填材に埋設しているが、充填材と接してこれに埋設されることが好ましくない電解コンデンサ等の電気部品には部品キャップを被せて、部品キャップによって電気部品に充填材が接触しないようにした点灯装置が記載されており、充填材によって電子部品の機能障害が生じることを防止している。
特開２００６−５４１０６号公報 特開２００６−８００５５号公報

上述の特許文献１では、電子部品が充填材に埋設されているため、電解コンデンサの防爆弁の作動を阻害していないとは言い難く、充填材の硬度を抑えたものの動作保証の面で信頼性が低いものである。また、トレー内全体に充填材を充填するため、充填材の使用量が多く、コスト高になってしまう。

また、上述の特許文献２では、電解コンデンサ等の電気部品に対しては部品キャップを被せているが、この部品キャップを回路基板の部品取付面に接着剤等で固定する必要があり、組立性が悪いものであった。また、部品キャップが取り付けられずに組み立てられる場合や、部品キャップの取り付けが不完全で、充填材の注入時に部品キャップがずれて充填材が部品キャップの内部に侵入する場合が考えられるが、既に充填材を充填した後では、これらの状態を検出することは困難である。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、高湿度環境下で回路基板や電子部品を保護するとともに、小型、低コスト、高信頼性、組み立ての容易性を実現した点灯装置、照明装置、および照明器具を提供することにある。

請求項１の発明は、回路基板と、当該回路基板上に実装される電子部品とで構成されて、照明負荷を点灯させる点灯装置において、回路基板は、電子部品が実装される実装面、および半田付けが施される半田面を具備し、実装面と半田面とを連続させて実装面側から電子部品の電極端子を挿入する端子挿入孔と、実装面と半田面とを連続させて電子部品に対向した１つ以上の開口部とが形成されて、半田面側から開口部を介して実装面側に流れ込んだ樹脂が、当該開口部に対向する電子部品と実装面との間に充填されることを特徴とする。

この発明によれば、点灯装置において、アルミ電解コンデンサ等のディスクリート部品に対して、半田接合部を含む電極端子周辺のみを樹脂で覆っているので、例えばコンデンサ本体に設けられた防爆弁の作動を阻害することなく、信頼性の向上が可能となり、さらには、従来のような部品キャップは不要となるので、組み立てが容易となる。また、従来のようなトレーも不要なので、充填材の使用量を抑制でき、サイズの小型化、低コスト化が可能となる。すなわち、高湿度環境下における回路基板や、アルミ電解コンデンサ等のディスクリート部品を樹脂で保護するとともに、小型、低コスト、高信頼性、組み立ての容易性を実現している。

請求項２の発明は、請求項１において、前記電子部品は、少なくとも２つの電極端子を備え、前記開口部は、各電極端子間の略中央に対向して形成されることを特徴とする。

この発明によれば、半田付け時のガス抜き用としても開口部を用いることができ、信頼性がさらに向上する。

請求項３の発明は、請求項１または２において、前記開口部は、直径が０．８ｍｍ乃至１．７ｍｍの丸孔であることを特徴とする。

この発明によれば、樹脂が開口部を介して実装面側に確実に流れ込み、電極端子を腐食から保護することができるとともに、樹脂が実装面側に流れすぎて液垂れし、他の部品に樹脂が接触することを防止できる。

請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかにおいて、前記端子挿入孔と開口部との間の沿面距離は、回路基板の厚み以上であることを特徴とする。

この発明によれば、回路基板の強度を維持することができる。

請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれか記載の点灯装置と、当該点灯装置から点灯電力が供給される照明負荷とを備えることを特徴とする。

この発明によれば、照明装置において、高湿度環境下における回路基板や、アルミ電解コンデンサ等のディスクリート部品を樹脂で保護するとともに、小型、低コスト、高信頼性、組み立ての容易性を実現している。

請求項６の発明は、請求項５に記載の照明装置と、当該照明装置を装着する器具本体とを備えることを特徴とする。

この発明によれば、照明器具において、高湿度環境下における回路基板や、アルミ電解コンデンサ等のディスクリート部品を樹脂で保護するとともに、小型、低コスト、高信頼性、組み立ての容易性を実現している。

以上説明したように、本発明では、高湿度環境下で回路基板や電子部品を保護するとともに、小型、低コスト、高信頼性、組み立ての容易性を実現できるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
本実施形態の点灯装置は照明負荷に点灯電力を供給して点灯させるものであり、図３に示すように、プリント基板１（回路基板）の半田面１ａには、チップ部品２やＱＦＰまたはＳＯＰ等の多ピン表面実装部品３が実装されており、プリント基板１の実装面１ｂには、アルミ電解コンデンサ４等のディスクリート部品が実装されている。実装時の半田付け工法としては、プリント基板１の半田面１ａ側から溶融した噴流半田を当てて半田付けを行うフロー半田付け法が一般的である。他にもいくつか半田付け工法は存在するが、いずれの工法を用いた場合でも、電子回路部品の半田接合部は電子回路の電気的な接合部でありながら、外部に露出した状態になっている。

図４（ａ）（ｂ）は、図３中のＡ２部の拡大図であり、アルミ電解コンデンサ４の実装状態について、一部破断した側面図（図４（ａ））とプリント基板１の実装面１ｂ上の状態を示す平面図（図４（ｂ））とで示している。アルミ電解コンデンサ４は、誘電体や電解液等が封入された円柱状のコンデンサ本体４ａと、コンデンサ本体４ａの底面から突出した２本のリード端子４ｂ（電極端子）とを備え、リード端子４ｂは、プリント基板１に設けた一対の丸孔の端子挿入孔１ｃに実装面１ｂ側から挿入され、プリント基板１の半田面１ａ側にて半田５で半田付けされている。コンデンサ本体４ａの底面は凹形状となっており、コンデンサ本体４ａの底面とプリント基板１の実装面１ｂとの間には隙間空間Ｍが形成されている。なお、図４（ａ）のプリント基板１は、図４（ｂ）のＢ−Ｂ’断面であり、図４（ｂ）中の４’は、実装面１ｂ上でコンデンサ本体４ａの底面が対向する領域を示している。

そして、プリント基板１には、一対の端子挿入孔１ｃ間を結ぶ直線Ｘ１の中点を垂直方向に通る直線Ｘ２上に一対の丸孔の開口部１ｄ，１ｅが設けられ、開口部１ｄ，１ｅは、直線Ｘ１を挟んで、直線Ｘ１の中点から等間隔に位置しており、コンデンサ本体４ａの底面に対向している。

次に、図２は、樹脂６（充填材）を充填した点灯装置の側面図であり、図１（ａ）（ｂ）は、図２中のＡ１部の拡大図であり、樹脂６充填後のアルミ電解コンデンサ４の実装状態について、一部破断した側面図（図１（ａ））とプリント基板１の実装面１ｂ上の状態を示す平面図（図１（ｂ））とで示している。

まず、プリント基板１の半田面１ａ側に樹脂６を充填し、チップ部品２や多ピン表面実装部品３、アルミ電解コンデンサ４のリード端子４ｂ周辺の半田５を全て覆って封止している。これにより、プリント基板１が湿気で結露した場合でも、半田面１ａ側では、電気的接合部間での短絡は発生せず、保護された状態となる。ここで、半田面１ａ側における樹脂６の充填厚さは、チップ部品２や多ピン表面実装部品３の高さ以上に設定することが望ましい。一般的なチップ部品２や多ピン表面実装部品３の高さは１〜１．５ｍｍであるため、樹脂６の充填厚さは１．２〜３．０ｍｍ程度に設定することが望ましい。

そして、図１に示すようにプリント基板１の半田面１ａに樹脂６を充填する際に、開口部１ｄまたは１ｅに樹脂６を流し込み、開口部１ｄ，１ｅに対向したアルミ電解コンデンサ４のコンデンサ本体４ａの底面とプリント基板１の実装面１ｂとの隙間空間Ｍ（図４（ａ）参照）に対しても樹脂の充填を行う。このときに注意すべき点としては、隙間空間Ｍには空気が存在しているため、樹脂６を流し込む際には空気の逃げ道を設定しておく必要がある。そこで、本実施形態では、プリント基板１の半田面１ａ側に樹脂６を充填する際に、樹脂６を開口部１ｄから流し込み、開口部１ｅは空気の逃げ道である通気孔としても役割を持たせている（以降、開口部１ｄ，１ｅを区別するときは、充填用開口部１ｄ、通気用開口部１ｅと称す）。

これにより、プリント基板１の実装面１ｂに実装されたアルミ電解コンデンサ４のリード端子４ｂの周囲に樹脂６を充填することが可能となり、プリント基板１の半田面１ａ側に対してのみ樹脂６を流し込むことで、プリント基板１の実装面１ｂ側に実装された部品についても耐結露性を付与することが可能となる。なお、本実施形態において、樹脂６の材質、粘度や、開口部１ｄ，１ｅの開口面積、プリント基板１の半田面１ａ側での樹脂６の充填高さ等の条件は、随時好適に設定することが望ましい。

例えば、樹脂６としては、開口部１ｄ，１ｅ（特に充填用開口部１ｄ）に流し込むため比較的低粘度の樹脂を選定すべきである。また、樹脂６の種類によっては、主剤と硬化剤とからなる２液混合材料もあるが、樹脂硬化のために高温炉が必要になるため、加工面で煩雑な場合がある。本発明における好適な樹脂材料としては、東レダウコーニング（株）製のシリコン樹脂（ＳＥ９１８７Ｌ）等が挙げられる。当該樹脂材料の特徴としては、まずウレタン樹脂よりも粘度の温度依存性が低く安定しており、また１液湿気硬化タイプのため常温放置硬化が可能である。樹脂粘度は、常温（２５℃）で１［Ｐａ・Ｓ］と低粘度であることから、プリント基板１の開口部１ｄ，１ｅ（特に充填用開口部１ｄ）に対して充分に流し込むことが可能となり、樹脂色としては、透明色、白色、黒色があるため、用途に応じて選択可能となっている。

このように、本実施形態では、アルミ電解コンデンサ４等のディスクリート部品に対して、半田接合部を含むリード端子周辺のみを樹脂６で覆っているので、例えばコンデンサ本体４に設けられた防爆弁（図示なし）の作動を阻害することなく、信頼性の向上が可能となり、さらには、従来のような部品キャップは不要となるので、組み立てが容易となる。また、従来のようなトレーも不要なので、充填材の使用量を抑制でき、サイズの小型化、低コスト化が可能となる。すなわち、高湿度環境下におけるプリント基板１や、チップ部品２、多ピン表面実装部品３等の表面実装部品や、アルミ電解コンデンサ４等のディスクリート部品を樹脂６で保護するとともに、小型、低コスト、高信頼性、組み立ての容易性を実現している。

（実施形態２）
本実施形態では、アルミ電解コンデンサ４の外形形状が実施形態１とは異なる場合について説明する。なお、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

図５（ａ）（ｂ）は、アルミ電解コンデンサ４の実装状態について、一部破断した側面図（図５（ａ））とプリント基板１の実装面１ｂ上の状態を示す平面図（図５（ｂ））とで示している。アルミ電解コンデンサ４のコンデンサ本体４ａの底面にはリード端子４ｂ周辺に封口ゴム部４ｃを突設しており、コンデンサ本体４ａの底面は、実施形態１の凹形状に対して、凹凸形状となっている。なお、図５（ｂ）の４ｃ’は、実装面１ｂ上で封口ゴム部４ｃが対向する領域を示している。

上述のようにコンデンサ本体４ａの底面が凹凸形状の場合、プリント基板１の開口部から流し込む樹脂６の充填量管理について細心の注意が必要となる。つまり、好適な充填量では、樹脂６の本来の表面張力によってリード端子４ｂを覆うことができるが、充填量が多いと樹脂６が液垂れし、逆に充填量が少ないとリード端子４ｂを充分に覆うことができない。

そこで、本実施形態のプリント基板１では、一対の端子挿入孔１ｃ間を結ぶ直線Ｘ１の中点に一つの丸孔の充填用開口部１ｄが設けられており（すなわち、充填用開口部１ｄは、２本のリード端子４ｂ間の略中央に対向して形成されている）、プリント基板１の実装面１ｂ側に流れ込んだ樹脂６が、コンデンサ本体４ａの底面とプリント基板１の実装面１ｂとの間に均等に広がるようにしている。なお、本実施形態のアルミ電解コンデンサ４の形状では、樹脂６充填時の通気孔は必要ないため、充填用開口部１ｄのみでよく、通気用開口部１ｅを設ける必要はない。

また、充填用開口部１ｄは、２本のリード端子４ｂ間の略中央に対向して形成されているので、アルミ電解コンデンサ４の半田付け時におけるガス抜き用としても充電用開口部１ｄを用いることができ、信頼性がさらに向上する。

（実施形態３）
本実施形態では、プリント基板１の充填用開口部１ｄの開口面積や、プリント基板１の半田面１ａに充填する樹脂６の充填高さの好適条件について検討した結果を説明する。なお、実施形態２と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

図６は、充填用開口部１ｄの開口面積の条件を７通り、プリント基板１の半田面１ａに充填する樹脂６の充填高さも条件を３通りとして、全２１通りの条件下で、各条件毎に３個のアルミ電解コンデンサ４を用いて充填実験を行い、各条件下で３個中何個のアルミ電解コンデンサ４において、樹脂６がリード端子４ｂを充分に覆う良状態になったかを結果として示しており、１００％は３個全てが良状態であり、６６％は３個中２個が良状態であり、３３％は３個中１個が良状態であり、０％は３個中良状態がなかったことを示す。また、実験条件としては、コンデンサ本体４ａの形状：Φ１０×１２．５（ｍｍ）、リード端子４ｂ間ピッチ：５ｍｍ、アルミ電解コンデンサ４のサンプル数：６３個（条件組み合せ全２１通り×３個）、プリント基板１の基材種類：Ｒ１７８６、充填用開口部１ｄの形状：丸孔、樹脂６：東レダウコーニング（株）製のシリコン樹脂［ＳＥ９１８７Ｌ］である。

チップ部品２や多ピン表面実装部品３を充分に覆うことができる充填高さ１．０（ｍｍ）以上において、充填用開口部１ｄの開口径がΦ０．６（ｍｍ）の場合、３個中１個のアルミ電解コンデンサ４が良状態となったが、残りの２個は樹脂６が不足した。充填用開口部１ｄの開口径がΦ２．０（ｍｍ）の場合、充填高さ１．５（ｍｍ）とした場合に樹脂６の液垂れが発生した。

また、充填高さ０．５（ｍｍ）において、充填用開口部１ｄの開口径がΦ１．０（ｍｍ）以下の場合、３個中１個のアルミ電解コンデンサ４が良状態となったが、残りの２個は樹脂６が不足した。

以上より、上記実験条件下で、充填高さを１．０〜１．５（ｍｍ）した場合に充填用開口部１ｄの好適な開口径は、Φ０．８〜Φ１．７（ｍｍ）であることがわかった。すなわち、充填用開口部１ｄの開口径をΦ０．８〜Φ１．７（ｍｍ）に設定することで、樹脂６が充填用開口部１ｄを介して実装面１ｂ側に確実に流れ込み、リード端子４ｂを腐食から保護することができるとともに、樹脂６が実装面１ｂ側に流れすぎて液垂れし、他の部品に樹脂６が接触することを防止できる。勿論、アルミ電解コンデンサ４（または他のディスクリート部品）の大きさによっても好適条件は変わるため、適宜好適な開口径を設定する必要はある。

また、本実施形態の構成は、実施形態１に適用しても、上記同様の効果を得ることができる。

（実施形態４）
本実施形態では、プリント基板１における端子挿入孔１ｃと充填用開口部１ｄとの沿面距離について説明する。なお、実施形態２と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

プリント基板１の孔加工は、金型で抜く方法とドリルで開ける方法とがあるが、多数の孔を同時に形成することができる金型抜きの方法が一般的である。しかしながら、孔同士が近接している場合は、金型で抜く際にプリント基板１に与える応力ストレスが無視できず、プリント基板１にクラック等の亀裂が生じる場合がある。

したがって、端子挿入孔１ｃと充填用開口部１ｄとの沿面距離について注意が必要である。図７において、プリント基板１の基板厚さをｔとし、端子挿入孔１ｃと充填用開口部１ｄとの沿面距離をｄとすると、一般的には、基板厚さｔ＜沿面距離ｄと設定することでプリント基板１の強度を維持して、プリント基板１の応力ストレスを緩和することが望ましい。

しかしながら、アルミ電解コンデンサ４のようなディスクリート部品には、リード端子４ｂ間の距離が短いものも存在するため、このような場合には、図８（ａ）（ｂ）に示すように、充填用開口部１ｄの形状を工夫し、基板厚さｔ＜沿面距離ｄを満足し、且つ流し込む樹脂６の量を好適化させることが必要となる。図８（ｂ）では、充填用開口部１ｄの中心近傍（一対の端子挿入孔１ｃ間を結ぶ直線Ｘ１の中点付近）の幅を狭くし、直線Ｘ１の中点を垂直方向に通る直線方向に幅広の部位を形成した略Ｉ型に形成している。なお、図８（ｂ）に示す充填用開口部１ｄの形状は一例であり、他の形状であってもよい。

また、本実施形態の構成は、実施形態１に適用しても、上記同様の効果を得ることができる。

（実施形態５）
本実施形態では、ディスクリート部品としてアルミ電解コンデンサ以外を用いる場合について説明する。なお、実施形態１または２と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

まず、図９（ａ）（ｂ）は、ディスクリート部品として箱型ヒューズ４１を用いた場合であり、日本製線（株）製のマイクロヒューズＳＳＴタイプ等が挙げられる。本実施形態の箱型ヒューズ４１は、矩形箱状のヒューズ本体４１ａの底面から２本のリード端子４１ｂが突出しており、このヒューズ本体４１ａの底面が凹形状となっているため、充填用開口部１ｄと通気用開口部１ｅの両方をプリント基板１に設けている。充填用開口部１ｄと通気用開口部１ｅとは、一対の端子挿入孔１ｃ間を結ぶ直線Ｘ１の中点を挟んで、当該中点から等間隔に直線Ｘ１上に位置しており、ヒューズ本体４１ａの底面に対向している。なお、図９（ｂ）中の４１’は、実装面１ｂ上でヒューズ本体４１ａの底面が対向する領域を示し、４１’’は、ヒューズ本体４１ａの底面の凹形状の外周を示している。

また、松下電器産業（株）製の安全規格認定ＰＥＴフィルムコンデンサＥＣＱＵＬタイプも上述の箱型ヒューズ４１と略同形状であり、図９（ａ）（ｂ）の構成を用いることができる。

次に、図１０（ａ）（ｂ）は、ディスクリート部品としてインダクタ素子４２を用いた場合であり、日本製線（株）製のマイクロヒューズＳＳＴタイプ等が挙げられる。本実施形態のインダクタ素子４２は、円柱状のインダクタ本体４２ａの底面から２本のリード端子４２ｂが突出しており、このインダクタ本体４２ａの底面が凹形状となっているため、充填用開口部１ｄと通気用開口部１ｅの両方をプリント基板１に設けている。充填用開口部１ｄと通気用開口部１ｅとは、一対の端子挿入孔１ｃ間を結ぶ直線Ｘ１の中点を垂直方向に通る直線上に設けられ、開口部１ｄ，１ｅは、直線Ｘ１を挟んで、直線Ｘ１の中点から等間隔に位置しており、インダクタ本体４２ａの底面に対向している。なお、図１０（ｂ）中の４２’は、実装面１ｂ上でインダクタ本体４２ａの底面が対向する領域を示し、４２’’は、インダクタ本体４２ａの底面の凹形状の外周を示している。

次に、図１１（ａ）（ｂ）は、ディスクリート部品としてＬＥＤ素子４３を用いた場合である。本実施形態のＬＥＤ素子４３は、砲弾型のＬＥＤ本体４３ａの底面から２本のリード端子４３ｂが突出しており、このリード端子４３ｂ間の距離が短い（例えば、２．５ｍｍ程度）ため、一対の端子挿入孔１ｃ間を結ぶ直線Ｘ１の中点を垂直方向に通る直線上に設けられた開口部１ｄ，１ｅは、直線Ｘ１を挟んで、直線Ｘ１の中点から等間隔に位置しており、ＬＥＤ本体４３ａの底面に対向している。

したがって、プリント基板１の半田面１ａ側から充填用開口部１ｄを介して実装面１ｂ側へ流れ込んだ樹脂６は、ＬＥＤ本体４３ａの底面とプリント基板１の実装面１ｂとの間で広がり、樹脂本来の表面張力を利用して、樹脂６がＬＥＤ本体４３ａの先端側に液垂れすることを防止している。また、樹脂６の色は、ＬＥＤ発光の色見栄えにも影響を与えるため、透明色、白色、黒色等の各色から適した色を選択することで、発光色との組合せで応用が可能となる。なお、図１１（ｂ）中の４３’は、実装面１ｂ上でＬＥＤ本体４３ａの底面が対向する領域を示している。

（実施形態６）
本実施形態では、実施形態１乃至５のいずれかの点灯装置を照明装置および照明器具に適用した例を図１２〜図１７に示す。

図１２は、照明器具Ｋ１のブロック構成を示しており、照明装置Ｋ２を器具本体に収納している。照明装置Ｋ２は、点灯装置Ｋ３と、この点灯装置Ｋ３によって点灯制御される照明負荷Ｌａとを備える。点灯装置Ｋ３は、検知部１１および制御部１２を備え、検知部１１は、人体センサ部１１１と、照度センサ部１１２とで構成され、制御部１２は、制御回路部１２１と、負荷駆動部１２２と、入力保護部１２３と、制御電源部１２４とで構成され、各部の回路構成を図１３に示す。

制御部１２の入力保護部１２３は、商用電源ＡＣとコネクタＣＮ１を介して接続し、商用電源ＡＣにはバリスタＺＮＲ、抵抗Ｒ１３、フィルムコンデンサＣ１が並列接続し、商用電源ＡＣの一端にはドラムチョークコイルＬ２が直列接続し、他端にはヒューズＦ１が直列接続している。

制御電源部１２４は、入力保護部１２３からアルミ電解コンデンサＣ２とダイオードＤ４との並列回路およびダイオードＤ１からなる半波整流回路を介して供給される商用電源から制御電源Ｖｄｄを生成するものであり、コンデンサＣ３，Ｃ６、インダクタＬ１、フォトカプラＰＣ１、抵抗Ｒ１４，Ｒ１５、ツェナダイオードＺＤ１、ダイオードＤ３、フィードバックコイルＦＢ１を外部接続したスイッチング電源用素子ＩＣ２によって、降圧チョッパ制御されて制御電源Ｖｄｄが生成される。生成された制御電源Ｖｃｃは、並列接続されたアルミ電解コンデンサＣ５を介して各部へ供給される。

制御回路部１２１は、制御部１２の各部の動作を制御するマイクロコンピュータＩＣ１（以降、マイコンＩＣ１と称す）を具備しており、マイコンＩＣ１は、制御電源Ｖｄｄが電源入力端子に供給されて動作する。また、商用電源ＡＣの一端とグランド間にはダイオードＤ２、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列回路、および抵抗Ｒ３に並列接続したコンデンサＣ７が接続されており、コレクタに制御電源Ｖｄｄを接続し、ベース−エミッタ間にコンデンサＣ７を接続し、コレクタ−エミッタ間にコンデンサＣ８を接続したトランジスタＱ１のコレクタが、マイコンＩＣ１の電源同期信号入力端子に接続されている。

負荷駆動部１２２は、ベース−エミッタ間に抵抗Ｒ５を接続し、コレクタ−グランド間に抵抗Ｒ６を接続したトランジスタＱ２のベースに、マイコンＩＣ１の点灯制御信号出力端子から抵抗Ｒ４を介して点灯制御信号であるトリガ信号を受け、トランジスタＱ２を駆動する。そして、トランジスタＱ２のエミッタ端子を制御端子に接続し、制御端子と出力端子間にコンデンサＣ４および抵抗Ｒ１２を接続したトライアックＴＲ１をオン・オフ駆動し、商用電源ＡＣから照明負荷Ｌａへの点灯電力の供給をオン・オフする。照明負荷Ｌａは、例えばＥ２６型口金を備えたハイビーム電球からなる。

コンデンサＣ９を介して制御電源Ｖｄｄに接続されたマイコンＩＣ１の明るさセンサ信号入力端子は、抵抗Ｒ８，Ｒ９を介してコネクタＣＮ２に接続し、抵抗Ｒ１０，Ｒ１１を介して制御電源Ｖｄｄに接続されたマイコンＩＣ１の人感センサ信号入力端子は、直接コネクタＣＮ２に接続している。さらには、制御電源Ｖｄｄ、グランドもコネクタＣＮ２に接続している。

検知部１１は、制御部１２のコネクタＣＮ２と接続するコネクタＣＮ３を備えており、コネクタＣＮ３を介して供給される制御電源ＶｄｄにはコンデンサＣ２０が並列接続されている。人体センサ部１１１は、照明器具Ｋ１の周囲の検知エリアにおいて人から放射される赤外線を検知することで人の有無を検知する焦電型センサＰＩＲが制御電源Ｖｄｄ間に接続され、焦電型センサＰＩＲの人体検知信号はトランジスタＱ２０のベースに入力され、トランジスタＱ２０のオン・オフ信号がコネクタＣＮ３，ＣＮ２を介してマイコンＩＣ１の人感センサ信号入力端子に入力される。照度センサ部１１２は、周囲の明るさに応じた電流を出力するフォトＩＣダイオードＰＤが制御電源Ｖｄｄ間に接続され、フォトＩＣダイオードＰＤには、抵抗Ｒ２０、コンデンサＣ２１が並列接続されており、コネクタＣＮ３，ＣＮ２を介して抵抗Ｒ９で電圧信号に変換された照度検出信号がマイコンＩＣ１の明るさセンサ信号入力端子に入力される。

また、マイコンＩＣ１の発振子端子１−発振子端子２間には水晶発振器Ｇ１が接続されて、マイコンＩＣ１の内部クロックを生成し、お出迎え時間設定端子には、コンデンサＣ１０を介して可変抵抗ＶＲ１が接続され、明るさセンサ感度設定端子には、コンデンサＣ１１を介して可変抵抗ＶＲ２が接続され、点灯保持時間設定端子には、コンデンサＣ１２を介して可変抵抗ＶＲ３が接続され、さらに可変抵抗ＶＲ１〜ＶＲ３は制御電源Ｖｄｄ間に接続されている。

そして、マイコンＩＣ１は、人体センサ部１１１からの人体検知信号と照度センサ部１１２からの照度検出信号とに基づいて、周囲照度が照度閾値以下の場合に人を検知すると、照明負荷Ｌａを点灯させる制御を行う。可変抵抗ＶＲ１は、照明負荷Ｌａの消灯時刻を設定し、可変抵抗ＶＲ２は、周囲が暗くなった場合に照明負荷Ｌａを点灯させる照度閾値（点灯開始照度設定値Ｅ１）を設定し、可変抵抗ＶＲ３は、人体センサ部１１１からの人体検知信号がオフになってから照明負荷Ｌａを消灯させるまでの時間（点灯保持時間Ｔ１）を設定しており、マイコンＩＣ１のＡ／Ｄポートに０〜Ｖｄｄの電圧信号として各設定値が入力される。

このような照明器具Ｋ１は、図１４に示すように、建物の外壁に取り付けられるベース部３２と、このベース部３２にアーム部３３を介して首振自在に取り付けられる灯具３４とを備えて、器具本体を構成している。灯具３４は、照明負荷Ｌａが内部に配置されている筒状のセード３５を備え、灯具３４を所望の方向へ向けることで、照明負荷Ｌａの光をスポット光として照射することができる。

また、制御部１２を構成する制御回路部１２１、負荷駆動部１２２、入力保護部１２３、制御電源部１２４は、同一のプリント基板１に実装されて、図１５に示すように、成形樹脂からなるケース６０内にプリント基板１を収納しており、図１４に示す操作カバー３１の裏側にケース６０が配置されている。ケース６０の前面には、可変抵抗ＶＲ１〜ＶＲ３を各々操作するロータリボリュームや、コネクタＣＮ１，ＣＮ２が配置されており、操作カバー３１を開けて、ロータリボリュームを操作することで、消灯時刻や点灯開始照度設定値Ｅ１や点灯保持時間Ｔ１の設定を行うことができる。

また、検知部１１を構成する人体センサ部１１１、照度センサ部１１２は、制御部１２とは別のプリント基板１に実装されて、図１６に示すように、成形樹脂からなる略半球状のボディ５１と、光透過性の高い、例えばポリエチレン樹脂からなる略半球状のカバー５２とをパッキン５３を介して組み合わせた略球状のケース５０内に、プリント基板１が収納されており、ベース部３２の下面に露出して配置されている。

図１７は照明器具Ｋ１の動作を示すタイミングチャートであり、人体センサ部１１１から人体検知信号が出力された場合に、照度センサ１１２からの照度検出信号が点灯開始照度設定値Ｅ１を超えていれば（図１７中のａ点、ｂ点）、マイコンＩＣ１は消灯制御と判断し、点灯制御信号出力をＨレベルとすることで、負荷駆動部１２２のトランジスタＱ２およびトライアックＴＲ１はオフ状態を維持して、照明負荷Ｌａは消灯状態となる。

次に、人体センサ部１１１から人体検知信号が出力された場合に、照度センサ１１２からの照度検出信号が点灯開始照度設定値Ｅ１以下であれば（図１７中のｃ点）、マイコンＩＣ１は点灯制御と判断し、点灯制御信号出力を商用電源の周期に同期させてＬレベルとすることで、負荷駆動部１２２のトランジスタＱ２は商用電源の周期でオンしてトライアックＴＲ１にトリガ信号を出力し、トライアックＴＲ１がオンすることで、照明負荷Ｌａは点灯状態となる。

その後、人体センサ部１１１からの人体検知信号がオフとなってから、点灯保持時間Ｔ１が経過すると（図１７中のｄ点）、マイコンＩＣ１は消灯制御と判断し、点灯制御信号出力をＨレベルとすることで、負荷駆動部１２２のトランジスタＱ２およびトライアックＴＲ１はオフ状態を維持して、照明負荷Ｌａは消灯状態となる。

なお、可変抵抗ＶＲ２による点灯開始照度設定値Ｅ１の設定範囲は、照度検出信号の特性を考慮して５〜１００ルクスであり、可変抵抗ＶＲ３による点灯保持時間Ｔ１の設定範囲は、５〜１８０秒である。

このような照明器具Ｋ１において、検知部１１、制御部１２を構成する各プリント基板１および各プリント基板１上に実装された電子部品は、高湿度の環境下に晒されることがあるが、ケースに収納されているだけで防湿構造を有していないため、水分や、電子部品を腐食させる成分に対しての保護が必要となる。そこで、図１３に示すように、破線枠で囲まれた電子部品をディスクリート部品で構成し、破線枠で囲まれていない電子部品を表面実装部品で構成し、プリント基板１の半田面１ａには表面実装部品を実装し、実装面１ｂにはディスクリート部品を実装する。ディスクリート部品が実装されるプリント基板１の箇所には、実施形態１乃至５と同様に、充填用開口部１ｄ（必要であれば、通気用開口部１ｅも）が設けられており、表面実装部品の半田付け後、プリント基板１の半田面１ａ側に樹脂６を充填することで、充填用開口部１ｄを介して実装面１ｂ側に樹脂６を流し込み、ディスクリート部品のリード端子周辺の半田接合部にも防湿構造を形成する。

コネクタＣＮ１，ＣＮ２，ＣＮ３は樹脂６との接触が好ましくないため、例えば日本圧着端子製造（株）製のＶＨコネクタ（ハイボックスタイプ）や、ＰＡコネクタ（ハイボックスタイプ）を用いればよく、また可変抵抗ＶＲ１〜ＶＲ３のロータリボリュームは、使用者が操作するものであるので、それ自体が防湿構造を有するものを使用するとよい。例えば、日本電産コパル電子（株）製の密閉型半固定可変抵抗器ＦＴ−６３シリーズ等が好適である。

一方、表面実装部品は、プリント基板１の半田面１ａに実装され、樹脂６が充填されているため、半田接合部が樹脂６で覆われており、防湿構造を形成している。

このように、本実施形態の照明器具Ｋ１、照明装置Ｋ２、点灯装置Ｋ３においても、アルミ電解コンデンサ等のディスクリート部品に対して、半田接合部を含むリード端子周辺のみを樹脂６で覆っているので、例えばコンデンサ本体に設けられた防爆弁（図示なし）の作動を阻害することなく、信頼性の向上が可能となり、さらには、従来のような部品キャップは不要となるので、組み立てが容易となる。また、従来のようなトレーも不要なので、充填材の使用量を抑制でき、サイズの小型化、低コスト化が可能となる。すなわち、高湿度環境下におけるプリント基板１や、チップ部品２、多ピン表面実装部品３等の表面実装部品や、アルミ電解コンデンサ４等のディスクリート部品を樹脂６で保護するとともに、小型、低コスト、高信頼性、組み立ての容易性を実現している。

（ａ）（ｂ）実施形態１の点灯装置の構成を一部拡大した図である 同上の全体構成を示す図である。 同上の樹脂充填前の全体構成を示す図である。 （ａ）（ｂ）同上の樹脂充填前の構成を一部拡大した図である （ａ）（ｂ）実施形態２の点灯装置の構成を一部拡大した図である 実施形態３の充填実験結果を示す図である （ａ）（ｂ）実施形態４の点灯装置の構成を一部拡大した図である （ａ）（ｂ）同上の点灯装置の他の構成を一部拡大した図である （ａ）（ｂ）実施形態５の点灯装置の構成を一部拡大した図である （ａ）（ｂ）同上の点灯装置の他の構成を一部拡大した図である （ａ）（ｂ）同上の点灯装置の他の構成を一部拡大した図である 実施形態６の照明器具のブロック構成を一部拡大した図である 同上の照明器具の回路構成を示す図である 同上の照明器具の外観を示す図である 同上の制御部の外観を示す図である 同上の検知部の外観を示す図である 同上の照明器具の動作を示すタイミングチャート図である

符号の説明

１ プリント基板
１ａ 半田面
１ｂ 実装面
１ｃ 端子挿入孔
１ｄ 充填用開口部
１ｅ 通気用開口部
４ アルミ電解コンデンサ
４ａ コンデンサ本体
４ｂ リード端子
５ 半田
６ 樹脂

Claims (6)

1. 回路基板と、当該回路基板上に実装される電子部品とで構成されて、照明負荷を点灯させる点灯装置において、
   回路基板は、電子部品が実装される実装面、および半田付けが施される半田面を具備し、実装面と半田面とを連続させて実装面側から電子部品の電極端子を挿入する端子挿入孔と、実装面と半田面とを連続させて電子部品に対向した１つ以上の開口部とが形成されて、半田面側から開口部を介して実装面側に流れ込んだ樹脂が、当該開口部に対向する電子部品と実装面との間に充填される
   ことを特徴とする点灯装置。
2. 前記電子部品は、少なくとも２つの電極端子を備え、前記開口部は、各電極端子間の略中央に対向して形成されることを特徴とする請求項１記載の点灯装置。
3. 前記開口部は、直径が０．８ｍｍ乃至１．７ｍｍの丸孔であることを特徴とする請求項１または２記載の点灯装置。
4. 前記端子挿入孔と開口部との間の沿面距離は、回路基板の厚み以上であることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の点灯装置。
5. 請求項１乃至４いずれか記載の点灯装置と、当該点灯装置から点灯電力が供給される照明負荷とを備えることを特徴とする照明装置。
6. 請求項５に記載の照明装置と、当該照明装置を装着する器具本体とを備えることを特徴とする照明器具。

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