JP2012129130A - Led照明装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】地震等の震動で天井から落下するおそれのないLEDランプの取り付け構造を提供する。
【解決手段】ソケット41の端子に商用電源を結線された安定器を有しない対応LEDランプ用照明灯器具40に、前記ソケット41の絶縁部に既存蛍光灯の口金外径より小さく、かつ、対応LEDランプ50の口金51外径D1より大きい内径D3を有するカラー60を固定的に装着することにより対応するLEDランプのみが装填可能になる。さらに、該カラー60には対応LEDランプ50の給電端子部が通過できる幅の切欠き部61を形成し、ここにクサビを係合保持させ装填後の対応LEDランプ50の落下を確実に防止する。
【選択図】図1

Description

本発明はLED照明装置に関するものであり、更に詳しくは、直管型LEDランプ及びこれを装着するための照明器具に関するものである。
LEDの技術は近時飛躍的に進歩しており、高輝度で利用範囲の広いものが出現している。直管型蛍光灯の代替としてこの高輝度のLEDを照明装置として用いられてきている。直管型蛍光灯の代替として直管型LED照明ランプ(以下の説明においては特に断りのない限り単に「LEDランプ」と略して説明する。)が広く用いられるようになってきている。
これは大別して既存の直管対応型の蛍光灯器具(以下「照明灯器具」という。)の結線を改造してそのソケットにLEDランプを装着させる方式がある。又別の方式としては、照明器具はそのまま従前のものを使用して蛍光ランプのみをLEDランプに置換する方式のものがある。
一般的な直管型照明灯器具である蛍光灯器具の点灯回路を参考までに図9に示す。図9(a)はスタータ方式、図9(b)はラピッドスタータ方式、図9(c)はインバータ方式と称されているものである。各図中における参照番号は、1は点灯管、2は蛍光灯、3はソケット、4は安定器、5は商用電源、6は近接導体、7は高周波安定回路、8はインバータ回路、9は整流回路、10はノイズ防止フィルタであり、これらの動作は既知のものであるので説明を省略する。
ところで、照明灯器具を改変せずに蛍光灯をLEDランプに交換するだけで点灯させるには、図9(a)で示したスタータ方式の場合、点灯管1を外してそれ専用のLEDランプを装着させる。このときのLEDランプ両端のソケット3には、安定器4を通して商用電源の電圧が印加される。又図9(b)のラピッドスタータ方式の場合には、両端のソケット3に商用電源の昇圧電圧(170V程度)が印加される。
ここで、両者に使用されるLEDランプには,LEDモジュールと駆動回路の他に商用周波数のAC・DCコンバータと、LEDモジュールを駆動するための定電流回路が内蔵されている。AC・DCコンバータには、スイッチング電源を使用することで、AC入力85Vから280Vに対応しており、LEDランプは、両方の方式に使用できるようになっており、既に市販されている。
図9(C)のインバータ方式の場合には、両端のソケット3に高周波(約30KHz)、高電圧(300V程度)が印加される。したがって、この方式に使用するLEDランプには、前記の商用電源周波数のAC・DCコンバータの代わりに高周波用AC・DCコンバータが使用されている。
以上の説明で明らかなように、これらの方式では、照明灯器具の内部回路を通してLEDランプを点灯させるので、電気的には安定器の電力損失と、電子部品の寿命が問題となる。電力損失は市販のLEDランプの2〜3割程度で、省エネ性能上無視できない問題となっている。又、既存の照明灯器具メーカーは、一般的にその寿命を8〜10年保証しているのが現状である。これに対し市販されているLEDランプは、明るさが30%低下したときを寿命と定義して、一般的に40000時間程度の寿命としている。しかしながら、一般消費者は30%以上低下しても使用していたり、故障で点灯しなくなるまで交換しないのが現状である。
ところで、40000時間を事務所、工場、店舗等の標準的な実使用年数に換算すると約13年になる。実際はこれ以上20年位交換しない場合も多々あると思われる。保証期間8~10年の蛍光灯器具を使用するのは、電子部品の絶縁劣化に起因する焼損のおそれが大であることが指摘されている。
更に、この方式は既設の照明灯器具をそのまま使用するので、それまでの使用期間を考慮すると保証期間8〜10年は更に短くなり、寿命が約13〜20年のLEDランプをそのまま使用した場合には、電気火災等が発生したりするおそれが強く大きな社会問題となる可能性が認められる。
そこで、照明灯器具の安定回路を通して点灯する方式における上記欠点を改善するため、図10に示すような照明灯器具の内部結線を変更して安定器を外しておき、直接商用電源で点灯させる方式のLEDランプが提案されている。
このLEDランプの内部結線は、蛍光灯の片側のソケットに商用電源を印加して他端のソケットを使用していないが、一般には両側のソケットに商用電源を結線してLEDランプ12を無極性にしている。これによりLEDランプの照明灯器具への装填時に方向性を気にしないで済み利用者にとっては極めて便利である。
図11に結線変更後のLEDランプ12への給電方式例を示す。図中、参照番号9は、整流回路、参照番号11は、AC・DCコンバータを含んだLEDランプ点灯回路及びLEDモジュールであり、参照番号13は、LEDランプ12の給電端子、所謂口金である。又、前述図9のものと同様に参照番号3はソケット、5は商用電源である。
図11(a)は、片側のソケット3のみを使用する最も簡単な結線変更方式であり、変更工事の結線間違いの可能性が少ないが、LEDランプ12の片方の端子は、結線されていないのでLEDランプ12の装填方向を気にしなければならない、煩わしさが残るものである。図11(b)は、両側のソケット3に結線しているが結線は簡単である。この方式ではLEDランプ12に極性が不要である。
しかし、LEDランプ12内部で給電端子を短絡しているので他の方式、即ち、前記図11(a)及び後述する図11(b)に、LEDランプを挿入すると商用電源5を短絡することになり、焼損ひいては電気火災の危険性があり、安全上大きな問題となる。図11(b)の方式は、結線変更及びLEDランプ内に整流回路9を複数個使用しており、他の形式より構造的に複雑ではあるがLEDランプ12に極性がなく照明灯器具への装填が便利である。
上記のように安定器を外す方式では、照明灯器具の電気部品でソケット3を利用するだけである。このため、LEDランプ12内のLEDやその他の電子部品の信頼性と比較しても充分安全であり、既設の照明灯器具であっても安心して改変使用でき、又、安定器での電力浪費からも解放され省エネ効果が高まる。
しかし、上記した照明灯器具の安定器を外した構造のLED照明装置においては、省エネ効果、安全性の点で蛍光灯互換方式と比較して優れているが、LEDランプはAC・DCコンバータ、定電流電源、LEDモジュール等を内蔵しており、更には、放熱板などの放熱器や光拡散カバー等を有しているため、従来の蛍光灯に比べ重量が約2倍程度重いのが普通である。このため、従来の蛍光灯に比べて地震等の家屋の震動で天井から落下する例も稀ではなく、重量の重いLEDランプが人体に落下した場合が想定されると、大きな怪我を負うことも考えられ危険である。
又、消費者がLEDランプを交換するときに、誤って蛍光灯を装填した場合には、フィラメントに商用電源の100Vが印加され、蛍光灯が破損するばかりでなく、電源ショートを起こし危険でもある。これを回避する手段としては、結線が変更されている照明灯器具には、注意ラベルが貼られているが、消費者の注意を喚起するには不十分で、誤装填を確実に防ぐことができなかった。
更に、他社の異なった型式のもの、即ち、図11(c)で示したLEDランプを図11(a)及び(b)で示した器具に装填した場合にも前述のような危険が認められる。
本発明は上記したような従来技術の課題に着目して提案されたもので、第1の目的は,従来の照明灯器具から安定器を取外した構造の蛍光灯器具にLEDランプを装填する場合に、間違って蛍光灯や適合しない他の型式のLEDランプを装填することを防止して、単純ミスによる電気事故の発生を無くすLED照明装置を提供するものである。
第2の目的は、上記に加えて蛍光灯に比べて重量の重いLEDランプが照明灯器具から外れることを確実に防止し、家屋の振動が加わって落下するといった思わぬ事故が生じないようにすることである。
又、第3の目的は、蛍光灯器具から安定器を外す配線工事と本発明の施工を確実に実施させることにある。即ち本発明の施工が完了しないとLEDランプは点灯しない構造であるため管理が行き届き難い施工業者の手抜き工事を防止することにある。
請求項1に記載の発明は、ソケット端子に商用電源が結線された安定器を有しないLEDランプ用照明灯器具において、前記ソケット絶縁部に蛍光灯の口金外径より小さく、かつ、対応LEDランプの口金外径より大きい内径を有するカラーを固定的に装着したことを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、前記カラーに対応LEDランプの給電端子部が通過できる幅の切欠き部を形成し、該切欠き部には、LEDランプ装填後に該LEDランプの給電端子保持部を支持した状態で、切欠き部に係合保持されるクサビを設けることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、対応LEDランプの点灯回路に磁気センサーを付加し、前記カラーには対応LEDランプ装填後において磁気センサーと対応する位置に当該磁気センサーを作動させるマグネットを内蔵させることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、前記磁気センサーを作動させるマグネットをカラーに係合保持されて装填された対応LEDランプの落下防止用クサビに内蔵することを特徴とする。
請求項1に記載のLED照明装置によれば、従来の照明灯器具から安定器を取外した構造の照明灯器具に対応LEDランプを装填する場合に、間違って蛍光灯や適合しない他の型式のLEDランプを装填することがなくなり、取り違えから生ずる電気事故の発生のおそれがなくなる。
請求項2に記載のLED照明装置によれば、上記に加えてクサビによりLEDランプの口金をカラー内のソケットに保持しているので、蛍光灯に比べて重量の重い対応LEDランプが照明灯器具から外れることが確実に防止され、地震等による家屋の振動が加わってもLEDランプが容易に落下することもなくなり、高価な対応LEDランプの損傷が無くなるばかりか、落下による人身事故もなくなり、安全性が向上する。
請求項3に記載のLED照明装置によれば、安定器の存在しない照明灯器具において、当該照明灯器具のカラーに内蔵されたマグネットと、LEDランプの口金近傍内部に搭載された磁気センサーが、予め定められた相対的位置関係にあるときのみ、照明灯器具と対応LEDランプとの通電を行わせしめるので、マグネットの存在しない照明灯器具では、対応LEDランプに通電が行われないようになっている。これにより施工業者が万が一本発明のカラー及びクサビをしなかった場合は工事完了後の引き渡し試験でLEDランプが点灯せず手抜き工事を防止でき施工後の安全を担保できる。
請求項4に記載のLED照明装置によれば、クサビの所定位置に磁気センサースイッチを作動させるマグネットが内蔵されており、対応LEDランプに磁気センサーが搭載されているので、LEDランプを照明灯器具に装填後であっても落下防止のクサビをカラーに係合させない限り、照明灯器具からLEDランプを点灯できないので、LEDランプの照明灯器具への装填後の落下防止が確実に図られる。
以下、本発明を実施する形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明のLED照明装置を構成する、照明灯器具40とこれに装填される直管型LEDランプ(以下、LEDランプ。)50の一部を示した斜視図である。本発明における照明灯器具40は、従来の直管型蛍光灯を装填する照明灯器具をLEDランプ50が、装填可能にされた安定器を有しない型式のものである。
以下に述べるLEDランプは、安定器を有しない型式の照明灯器具に装填可能な対応LEDランプを云う。図1に示すように、本発明のLED照明装置は、照明灯器具40と該照明灯器具40のソケット41に、同心上に固定的に取付けられる(接着される)カラー60、これに対応するLEDランプ50から構成される。図1において参照番号52は放熱器、53は光拡散カバー、55はLEDモジュール、57はAC・DCコンバータを含むLEDモジュール駆動ユニットである。又、54は磁気センサー回路(以下、単に「磁気センサー」と略記する。)であり、63はマグネットであり前記磁気センサー54と対をなして磁気センサースイッチを形成する。この磁気センサースイッチの機能・動作については後述する。
図2の(a)、(b)は、本発明のLED照明装置の照明灯器具40のソケット41に固定的に取付けられるカラー60であり、図1の参照番号60と同一のものの正面図と側面図である。図1〜図3に示すように、このカラー60は、図示からわかるように全体として扁平の円形リング状で、下部に円形を遮断するように切欠き部62が形成されている。この切欠き部61には、後述するクサビ70の外方向への弾発力により係合部72が嵌り込むように構成されている。即ち、図1に示すように、クサビ70を切欠き部方向に進入させると、最終的には図3(c)に示すように、クサビ70が一旦外側方向への付勢力に抗して収縮した後に、外側に広がるような付勢力を有し、係止凹部72がカラー60の切欠き部61を画定する両端部に形成された係止凸部62に嵌り込む。
図3(a)、(b)は、カラー60を照明灯器具40のソケット41に取付けた状態を示したものである。なお、以下の記載においては、ランプ挿入方向から見た状態を正面図とし、図3(a)を正面図、(b)を側面図とする。
図3(c)は,カラー60の切欠き部にクサビ70を係合させた状態を示すLEDランプを装填方向から見た正面図であり、図中において参照番号65は、LEDランプの装填部である給電端子である。カラー60のソケット41への固定手段としては、カラー60及びソケット41が共にプラスチック等で成型されているため、例えば、樹脂有機溶剤系の接着剤等を用いて行われる。
図4(a)は、この発明に用いるLEDランプ50を示し、(b)は従来の蛍光灯を示したものであり、本発明のLEDランプとの各部位の寸法を対比するために図示したものである。図5はLEDランプ50を照明灯器具40に装填した状態を示す。
図4(a)、(b)、図5及び前記図2において、参照番号D1は、LEDランプの給電端子の絶縁部の最大外径寸法、D2は従来の直管型蛍光灯の口金部の外径寸法、D3はカラー60の内径寸法、B1はLEDランプ50の給電端子絶縁部58の幅寸法、B2は給電端子59の長さ寸法、B3はLEDランプ端子絶縁部の高さ寸法、B4はカラー60のLEDランプが通過するギャップ寸法を示す。又X2はLEDランプ装填時におけるマグネット63と磁気センサー54の距離寸法、L1はLEDランプの給電端子絶縁部内側間の長さ寸法、L2は既存の蛍光灯の給電端子根元間の長さ寸法を示すものである。
照明灯器具40のソケット41に取付けられたカラー60の内径寸法D3は、LEDランプ50の口金51の外径寸法D1より大きく設定されており、これにより装填が可能となる。しかしながら、カラー60の内径寸法D3は、既存の蛍光灯の口金の外径寸法D2より小さく設定されており、図4(b)に示した既存の蛍光灯は装填不可能である。即ち、既存の直管型蛍光灯の寸法D2とL2は、規格で定められているので、カラー60が装着された本発明の照明灯器具には、既存の蛍光灯は装填不可能である。
又、LEDランプ50の給電端子絶縁部58の形状を図示のように両端子59を跨ぐような直線状としていることから、LEDランプ50の給電端子絶縁部58の幅寸法B1及び/又はLEDランプ端子絶縁部の高さ寸法B3をカラーの内径に合わせておくことでも誤装填を防ぐことができ、前記の如く焼損、火災の危険を低減することができる。
次に、LEDランプ50をソケット41に挿入した後に電気的接続させるためには、LEDランプを90度回転させる。これは通常の蛍光灯の装填と同じである。即ち、図5の状態にする。これでLEDランプ50の端子59はソケット41の受容孔に確実に挿嵌されることになり落下は一応防止される。しかしながら、LEDランプ50は、蛍光灯と異なり前記したように多くの部品や回路が搭載されており、重量が重いものであるから、これでは確実に落下の防止をはかることができない。
そこで、図1、図3(c)、図5に示すように逆V字状のクサビ70をカラー60の切欠き部61に係止させる。即ち、カラーの切欠き部61を画定する両端部の係止凸部62にクサビ70の外側の係止凹部72に係合させておく。これにより、LEDランプ50の回転は阻止されるとともに、下側で支えられているので、振動を与えてもLEDランプ50が落下することが無くなり安全上好ましいものと云える。
更に、万が一施工業者が本発明のカラーやクサビを装着しなかった場合でもLEDランプは装填できるが、この状態ではLEDランプを点灯させない構造が本発明の重要な部分である。本発明においては,LEDランプ50の口金近傍部分内部に磁気センサー54を設け、他方カラーに60にマグネット63を内蔵させておく。磁気センサー54を設けた回路は,例えば,図7に示すように接続構成される。図中において参照番号Pは商用電源、DBは整流素子、Z1は雷サージ吸収素子、F1はノイズ防止フィルター、C1及びC2は平滑コンデンサー、U1は定電流電源及びLEDモジュール駆動ユニット、U1−1は電源端子、U1−2は制御入力端子、U1−3GND端子、U1−4は出力端子、U1−5は定電圧出力端子、U2はLEDモジュールである。又、参照番号Xはマグネット63と磁気センサー54との距離を示すもので、両者の間隔は磁気センサー54がマグネット63の磁気を検知できる範囲に設定しておかなければならない。なお、点線で囲んであるマグネット63及び磁気センサー54の部分は、本発明の重要な構成部分であるが、それ以外の部分はLEDランプ回路として既知のものであるので説明は省略する。
このようにマグネット63と磁気センサー54を設けておき、磁気センサー54が磁力を検知したときにのみ内部回路が作動して、LEDランプ50が点灯するように構成しておけば、施工業者は確実に施工することになるので施工も含めた総合的な安全を担保できる。
図8は、磁気センサー54の出力とマグネット63との間の距離Xの関係、即ち、磁気センサー54のマグネット63との作動域距離を示したもので、距離Xがx1のときに出力が反転していることを示している、Hはハイレベル、Lはローレベルであり、ハイレベルHのときにLEDランプは点灯し、ローレベルのときは点灯不能状態となる。
このようなx1の位置である距離を考慮して、マグネット63と磁気センサー54の位置関係が定められる。即ち、図5で示したマグネット63と磁気センサー54の距離x2は、上記した距離x1より短いものであることが必要である。なお、これらの距離はマグネット63の磁力の強さによって相対的に決定されるものであることは云うまでもない。
なお、マグネット63と磁気センサー54の相対的位置関係は、図5で最も良く表されているが、これに限定されるものではないことは云うまでもない。上記実施例では、マグネット63を前記カラー60に内蔵させることとしたが、これに対して図6に示す実施例では、逆V字型のクサビ70の頂部にマグネット63を収容させておくことによって行う。この場合には、LEDランプへの磁気センサー54の位置を、当該クサビ70内蔵のマグネット63に対応して感知する位置に変更しておくことが必要である。これにより、クサビ70が磁気センサーによる施工の手抜き防止の他にLEDランプ脱落防止の役目を併せ持つことが可能となり、施工時やランプ交換時のクサビ挿入忘れを防止できる。
本件発明のLED照明装置は、照明灯器具及びLEDランプの製造に際して既存のラインを若干改変するだけで製造できるので、より安全なLED照明装置をコスト的にも安価に製造できる。更に、本発明によればLEDランプのケース内部にパワーユニットを含む全ての電子回路を内蔵しているので、一貫生産がし易く、生産コスト低減に適したLEDランプを提供できるだけでなく、故障した場合においては、ランプ交換だけで対処でき、メンテナンス費用も低減できる等その経済的効果は極めて大なるものが認められる。
又、本発明のLED照明装置における照明灯器具は、既存・既設の蛍光灯器具を改変することでも対応できる。そして、この場合においても作業者がカラー等を適切に取付けないと、専用のLEDランプ(対応LEDランプ。)50が点灯しないこと、又、クサビ70にマグネットを内蔵させる型式の場合には、クサビを装着させない限り対応LEDランプ50が点灯しないので、点灯の有無で落下防止のクサビが装着されたか否かを確認することもでき、改変作業の確実性も維持される。
更に、本発明においては、蛍光灯は勿論、対応LEDランプの給電端子周辺の絶縁部の形状を特殊にすることで、この対応LEDランプを装填する照明灯器具に当該対応LEDランプ以外を装填できる可能性を極めて小さくでき、他社製等の電気的適合性のない型式のLEDランプを誤って装填させることによる焼損やこれに起因する火災等の事故の発生も防止も可能になる。
又、本発明の対応LEDランプは、ケーシング内部にパワーユニットを含む全ての電子回路(電気回路)を内蔵しているので、一貫生産がし易く生産コストの低減に適したLEDランプを提供できる。加えて、万が一故障した場合でも、照明灯器具の修理・交換をせずに対応LEDランプの交換だけで済みメンテナンス上の費用低減も図れる。又、本発明の照明灯器具には安定器が搭載されていないので、照明灯器具の寿命も伸び、この点からも好ましく産業上の利用可能性は大なるものと云える。
本発明のLED照明装置における照明灯器具とこれに対応するLEDランプの一部を示した斜視図である。 本発明の照明灯器具のソケットに装着されるカラーを示したもので、(a)は正面図、(b)は側面図である。 前記カラーを照明灯器具のソケットに固定的に取付けた状態を示す説明図で、(a)は側面図、(b)は正面図、(c)はカラーにクサビを係合させた状態を示す説明図である。 (a)は本発明のLED照明装置に用いるLEDランプを示す正面図と側面図、(b)は本発明のLEDランプと対比するために示した既存の蛍光灯を示した正面図と側面図である。 本発明のLED照明装置であって、本発明の照明灯器具に本発明のLEDランプを装填した状態を示す側面図である。 本発明の他の実施例に用いるマグネットが搭載されたクサビを示す説明図で(a)は正面図、(b)は側面図である。 本発明のLEDランプ内の回路の一例を示す説明図である。 図7で示した磁気センサーの作動原理を示す説明図である。 従来の蛍光灯器具の回路説明図である。 従来の蛍光灯器具(照明灯器具)から安定器を除去した状態の回路説明図である。 図10で示した照明灯器具へ装填接続される(異なる型式の)LEDランプへの給電接続例を示した説明図である。
40・・照明灯器具(安定器を取外したLEDランプ装填用照明灯器具)
41・・ソケット
50・・LEDランプ(直管型LEDランプ)
54・・磁気センサー
60・・カラー
63・・マグネット

Claims (4)

  1. ソケット端子に商用電源を結線された安定器を有しない対応LEDランプ用照明灯器具において、前記ソケット絶縁部に既存蛍光灯の口金外径より小さく、かつ、対応LEDランプの口金外径より大きい内径を有するカラーが固定的に装着され、かつ、該カラーには対応LEDランプの給電端子部が通過できる幅の切欠き部が形成されていることを特徴とする対応LEDランプ装填用照明灯器具。
  2. ソケット端子に商用電源を結線された安定器を有しない対応LEDランプ用照明灯器具において、前記ソケット絶縁部に既存蛍光灯の口金外径より小さく、かつ、対応LEDランプの口金外径より大きい内径を有するカラーが固定的に装着され、かつ、該カラーには対応LEDランプの給電端子部が通過できる幅の切欠き部が形成されており、該切欠き部にはLEDランプ装填後に該LEDランプの給電端子保持部を支持した状態で切欠き部に係合保持されるクサビが設けられていることを特徴とする対応LEDランプ装填用照明灯器具。
  3. 対応LEDランプの点灯回路に磁気センサーが付加されており、かつ、当該対応LEDランプ装填用の照明灯器具に設けられたカラーには、前記磁気センサーと対応する位置に当該磁気センサーを作動させるマグネットが内蔵されていることを特徴とするLED照明装置。
  4. 対応LEDランプの点灯回路に磁気センサーが付加されており、かつ、当該対応LEDランプ装填用の照明灯器具に設けられたカラーに係合保持されるクサビに前記磁気センサーを作動させるマグネットが内蔵されていることを特徴とするLED照明装置。



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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014123538A (ja) * 2012-11-21 2014-07-03 Nec Lighting Ltd ランプ脱着防止具、照明装置およびランプ脱着防止具を装着する方法
JP2016071995A (ja) * 2014-09-29 2016-05-09 三菱電機株式会社 ランプ落下防止具、照明器具及び照明装置

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