JP2012151042A

JP2012151042A - 無電極照明器具

Info

Publication number: JP2012151042A
Application number: JP2011010076A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ogasawara; 宏小笠原; Atsunori Okada; 淳典岡田; Shinichi Anami; 真一阿南; Koji Hiramatsu; 宏司平松; Ryusuke Ura; 竜介浦
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-01-20
Filing date: 2011-01-20
Publication date: 2012-08-09

Abstract

【課題】簡易な構成で、透光性パネルに付着した汚れによる光束低下を防止することができる無電極照明器具を提供する。
【解決手段】無電極放電灯１と、無電極放電灯１に近接配置された誘導コイルＬ１と、誘導コイルＬ１に交流電流を供給する点灯装置３と、無電極放電灯１が照射する光を透過させる前面パネル５と、誘導コイルＬ１に磁気結合された電源用コイルＬ２と、誘導コイルＬ１に交流電流が供給されることで電源用コイルＬ２に誘起される誘導起電力によって駆動されるモーター８１と、モーター８１が駆動することによって、前面パネル５の前面を摺動するワイパー７とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、無電極照明器具に関するものである。

従来から、例えばガラスのような透光性を有する材料からなるバルブに放電ガスが封入されてなる無電極放電灯を点灯させる無電極照明器具が提供されている（例えば、特許文献１参照）。

この種の無電極照明器具は、図７に示すように、無電極放電灯１とパワーカプラ２と点灯装置３と反射鏡４と前面パネル５と器具本体６とで構成されている。点灯装置３は、器具本体６に収納されており、パワーカプラ２に収納された誘導コイルＬ１に交流電流を供給する。また、無電極放電灯１は、バルブ内にパワーカプラ２が挿入されるキャビティを有しており、無電極放電灯１を器具本体６に取り付けることによって、キャビティにパワーカプラ２が挿入される。すなわち、誘導コイルＬ１は、無電極放電灯１に近接配置される。

そして、点灯装置３から誘導コイルＬ１に対して高周波の交流電流を供給することにより、無電極放電灯１のバルブ内に高周波電磁界が発生する。この高周波電磁界によって無電極放電灯１のバルブ内にアーク放電が発生すると、励起された放電ガスが紫外線を放出する。無電極放電灯１のバルブの内面には蛍光体が塗布されており、この蛍光体によって上記紫外線が可視光に変換されることにより、無電極放電灯１は発光する。また、無電極放電灯１は、内面が鏡面素材で構成された椀型の反射鏡４に収納されており、無電極放電灯１が照射する光を反射し、反射鏡４の開口に向かって照射することができる。

また、無電極放電灯１に埃等が付着して汚れ、光束が低下することを防止するために、反射鏡４の開口を覆うように、光を透過させる前面パネル５（透光性パネル）が設けられている。すなわち、前面パネル５と反射鏡４と器具本体６とで無電極放電灯１を覆うことによって、無電極放電灯１に埃等が付着することを防止し、汚れによる光束低下を防止することができる。

特開２０１０−２７２４７６号公報

無電極放電灯１は、前面パネル５と反射鏡４と器具本体６とで覆われているため、無電極放電灯１が汚れることは防止することができるが、外部に露出している前面パネル５に埃等が付着して汚れるおそれがあった。それによって、前面パネル５を介して照射される光の光束が低下するおそれがあった。

また、無電極放電灯１は、電極がなく一般的に寿命が長いため交換する頻度が少ない。そのため、交換作業が困難な高所などに無電極照明器具が用いられることが多く、ユーザーが前面パネル５を清掃するのは困難であった。

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、簡易な構成で、透光性パネルに付着した汚れによる光束低下を防止することができる無電極照明器具を提供することにある。

本発明の無電極照明器具は、無電極放電灯と、前記無電極放電灯に近接配置された誘導コイルと、前記誘導コイルに交流電流を供給する点灯装置と、前記無電極放電灯が照射する光を透過させる透光性パネルと、前記誘導コイルに磁気結合された電源用コイルと、前記誘導コイルに交流電流が供給されることで前記電源用コイルに誘起される誘導起電力によって駆動されるモーターと、前記モーターが駆動することによって、前記透光性パネルの少なくとも一面を摺動するワイパーとを備えることを特徴とする。

この無電極照明器具において、前記誘導コイルと前記無電極放電灯とを含んで構成される第１の共振回路と、前記電源用コイルと並列接続されたコンデンサとを供え、前記電源用コイルと前記コンデンサとで第２の共振回路を構成し、前記点灯装置は、所定時間の間、前記誘導コイルに供給する交流電流の周波数を、前記第２の共振回路の共振周波数近傍に設定することで前記モーターを駆動させた後に、前記誘導コイルに供給する交流電流の周波数を、前記第１の共振回路の共振周波数に近づけるように変動させることで前記無電極放電灯を始動させることが好ましい。

以上説明したように、本発明では、簡易な構成で、透光性パネルに付着した汚れによる光束低下を防止することができるという効果がある。

本発明の実施形態の無電極照明器具の分解斜視図である。同上のワイパー駆動部の回路構成図である。同上の前面パネル，ワイパー駆動部，ワイパーの一部断面図である。同上の駆動周波数に対する誘導コイルの両端電圧の関係を示すグラフである。同上の駆動周波数の変動を示すグラフである。同上の複数のワイパーを設けた外観図である。従来の無電極照明器具の分解斜視図である。

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）
本実施形態の無電極照明器具の分解斜視図を図１に示す。本実施形態の無電極照明器具は、無電極放電灯１と、パワーカプラ２と、点灯装置３と、反射鏡４と、前面パネル５と、器具本体６と、ワイパー７と、ワイパー駆動部８とで構成されている。

点灯装置３は、矩形箱状に形成された器具本体６に収納されている。また、器具本体６の一面から突出するように筒状のパワーカプラ２が設けられており、このパワーカプラ２には、点灯装置３に電気的に接続された誘導コイルＬ１が収納されている。なお、器具本体６の一面側を前方と規定し、以下説明する。そして、点灯装置３は、外部から電源供給されることによって、周波数が可変自在に構成された交流電流を誘導コイルＬ１に供給する。

また、器具本体６の前面には、無電極放電灯１が取り付けられるソケット８１が設けられている。無電極放電灯１は、バルブ内にパワーカプラ２が挿入されるキャビティを有している。そして、ソケット８１に取り付けられることによって、キャビティにパワーカプラ２が挿入する。すなわち、誘導コイルＬ１が無電極放電灯１に近接配置されることとなる。そして、点灯装置３に具備されたコンデンサ（図示なし）と誘導コイルＬ１と無電極放電灯１とを含んで、第１の共振回路を構成している。

また、無電極放電灯１を覆うように、器具本体６の前面に反射鏡４が取り付けられる。反射鏡４は、前方に向かうにつれて拡径された略椀型に形成され、その後端側が器具本体４に取り付けられる。また反射鏡４の前端に形成される開口には、略円形の前面パネル５（透光性パネル）が設けられる。前面パネル５は、ガラスなどの透光性材料で形成されており、無電極放電灯１が照射する光を透過させる。また、反射鏡４の内面は、無電極放電灯１が照射する光を反射させる鏡面材料で形成されており、無電極放電灯１が照射する光を反射し前面パネル５を介して前方に照射する。

また、本実施形態の無電極照明器具は、前面パネル５の前面にワイパー７およびワイパー駆動部８が設けられる。図２に示すように、ワイパー駆動部８は、モーター８１と電源用コイルＬ２とコンデンサＣ１と整流回路８２とで構成されており、略円形に形成された前面パネル５の略中央部に設けられている。

電源用コイルＬ２はパワーカプラ２に収納された誘導コイルＬ１に磁気結合されており、電源用コイルＬ２に並列接続されたコンデンサＣ１とで第２の共振回路８３を構成している。そして、点灯装置３から誘導コイルＬ１に交流電流が供給されることによって、電源用コイルＬ２に誘導起電力が誘起され、この誘導起電力を整流回路８２に出力する。整流回路８２は、ダイオードブリッジなどで構成されており、誘導起電力を整流して脈流電圧をモーター８１に供給することで、モーター８１を駆動する。

また、図３に示すように、整流回路８２と第２の共振回路８３とからなる回路部８４とモーター８１とが一体形成されており、回路部８４の一面が前面パネル５に貼り付けられ、回路部８４の他面にモーター８１が設けられている。そして、ワイパー駆動部８は、モーター８１の回転軸と同軸に構成された軸部８５を備えており、モーター８１が回転駆動することによって、軸部８５が回転する。

また、軸部８５の外周面には、棒状のワイパー７が取り付けられている。ワイパー７は、前面パネル５の半径と略同一の長さであり、ワイパー７の後端が前面パネル５の前面に当接している。そして、モーター８１が回転駆動し軸部８５が回転することによって、ワイパー７は、軸部８５を中心に前面パネル５の前面を回転摺動する。

以下に、ワイパー７の駆動方法について、図４，図５を用いて説明する。図４は、誘導コイルＬ１に供給される交流電流の周波数（以下、駆動周波数と称す）に対する誘導コイルＬ１の両端電圧Ｖｘの関係を示している。なお、図４におけるＹ１は無電極放電灯１の消灯状態の関係を示し、Ｙ２は無電極放電灯１の点灯状態の関係を示している。図５は、無電極照明器具に電源投入後における、点灯装置３が誘導コイルＬ１に供給する交流電流の駆動周波数の変動を示すグラフである。

ワイパー７を駆動するワイパー駆動部８は、電源用コイルＬ２とコンデンサＣ１とで構成された第２の共振回路８３を備えている。この第２の共振回路８３の共振周波数ｆ０は、無電極放電灯１を始動させるときに誘導コイルＬ１に供給する交流電流の周波数（始動開始周波数ｆ１）よりも十分に高く設定されている。そして、駆動周波数を共振周波数ｆ０とすることで、誘導コイルＬ１から電源用コイルＬ２への受電量が上昇し、モーター８１を駆動するのに必要な誘導起電力が電源用コイルＬ２に発生して、モーター８１を回転駆動する。

本実施形態では、図５に示すように無電極照明器具に電源投入されると、まず所定期間Ｔ１の間、点灯装置３は、駆動周波数を第２の共振回路８３の共振周波数ｆ０に設定して、モーター８１を駆動する。それによって、ワイパー７が前面パネル５の前面を回転摺動し、前面パネル５に付着した埃等を除去する清掃を行う。

そして、電源投入から所定時間Ｔ１経過後の時間ｔ１において、点灯装置３は駆動周波数を始動開始周波数ｆ１に設定する。図４に示すように、始動開始周波数ｆ１は、第２の共振回路８３の共振周波数ｆ０よりも低く、かつ第１の共振回路の共振周波数ｆａよりも高い値に設定されている。そして、点灯装置３は、駆動周波数を始動開始周波数ｆ１から共振周波数ｆａに近づけるように変動させる。上記のように駆動周波数を変動させることで、誘導コイルＬ１の両端電圧ＶｘがＶｘ１から上昇し、Ｖｘ２に到達した時点で無電極放電灯１が始動する。

そして、無電極放電灯１の始動後において、点灯装置３は、駆動周波数を第１の共振回路の共振周波数ｆａよりも低い点灯周波数ｆ２に設定する。そして、図５に示すように、駆動周波数を点灯周波数ｆ２まで変動させた時間ｔ２以降は、駆動周波数を点灯周波数ｆ２に維持することで無電極放電灯１の点灯を維持する。

なお、第１の共振回路の共振周波数ｆａと第２の共振回路８３の共振周波数ｆ０とは互いに異なっており、共振周波数ｆ０は共振周波数ｆａよりも十分に高い値に設定されている。したがって、モーター８１を駆動するために、駆動周波数を共振周波数ｆ０に設定した場合、図４に示すように誘導コイルＬ１の両端電圧ＶｘはＶｘ３（＜Ｖｘ１）となる。そのため、モーター８１を駆動させる動作を行っている場合は、無電極放電灯１を始動させるために必要な電力が無電極放電灯１に供給されないので、無電極放電灯１が始動することはない。

また、無電極放電灯１を始動・点灯させるときの駆動周波数は、第２の共振回路８３の共振周波数ｆ０から遠ざかるように変動させる。そのため、無電極放電灯１を始動・点灯させる動作を行っている場合は、電源用コイルＬ２に誘起される誘導起電力が減少するので、モーター８１は停止する。

すなわち、モーター８１の駆動と、無電極放電灯１の始動・点灯との動作を同時に行われることはなく、いずれか一方の動作のみが行われる。

また、本実施形態の無電極照明器具は、モーター８１の駆動と、無電極放電灯１の始動・点灯との動作を切り替える切替スイッチや制御回路等が必要ない。すなわち、本実施形態の無電極照明器具は、駆動周波数を変動させるという簡易な構成で、モーター８１の駆動，無電極放電灯１の始動・点灯の動作を行うことができる。

また、本実施形態の無電極照明器具は、無電極放電灯１を点灯させる度に、前面パネル５にワイパー７を摺動させることで、前面パネル５に付着した埃等の汚れを除去し、前面パネル５の汚れを防止することができる。それによって、前面パネル５の汚れによる光束低下を防止することができる。

また、本実施形態のワイパー駆動部８は、無電極放電灯１の点灯に用いる誘導コイルＬ１から電源供給されるので、別体の電源を用いる必要がなく、コストを低減させることができる。

また、ワイパー駆動部８は、誘導コイルＬ１と非接触で駆動するため、複雑な配線や施工が必要なく、前面パネル５にワイパー駆動部８を貼り付けるという簡易な構成で、前面パネル５の汚れを防止することができる。

なお、モーター８１を駆動させる際における駆動周波数は、共振周波数ｆ０に限定するものではなく、モーター８１を駆動させるのに必要な誘導起電力を電源用コイルＬ２に誘起させることができる周波数であればよい。例えば、モーター８１を駆動させる際における駆動周波数は、共振周波数ｆ０近傍の周波数であってもよい。

また、本実施形態では、軸部８５に１本のワイパー７が取り付けられているが、ワイパー７の本数は１本に限定するものではない。例えば、図６に示すように、４本のワイパー７を、軸部８５を中心に９０度間隔で設けて十字状に形成してもよい。それによって、ワイパー７による前面パネル５の汚れを除去する効率が向上するので、モーター８１を駆動させる時間を短縮させることができる。

また、ワイパー７およびワイパー駆動部８を前面パネル５の後面側に設けて、前面パネル５の後面の汚れを除去するように構成してもよい。

１無電極放電灯
２パワーカプラ
３点灯装置
４反射鏡
５前面パネル（透光性パネル）
６器具本体
７ワイパー
８ワイパー駆動部
Ｌ１誘導コイル

Claims

無電極放電灯と、
前記無電極放電灯に近接配置された誘導コイルと、
前記誘導コイルに交流電流を供給する点灯装置と、
前記無電極放電灯が照射する光を透過させる透光性パネルと、
前記誘導コイルに磁気結合された電源用コイルと、
前記誘導コイルに交流電流が供給されることで前記電源用コイルに誘起される誘導起電力によって駆動されるモーターと、
前記モーターが駆動することによって、前記透光性パネルの少なくとも一面を摺動するワイパーとを備えることを特徴とする無電極照明器具。
前記誘導コイルと前記無電極放電灯とを含んで構成される第１の共振回路と、
前記電源用コイルと並列接続されたコンデンサとを供え、
前記電源用コイルと前記コンデンサとで第２の共振回路を構成し、
前記点灯装置は、所定時間の間、前記誘導コイルに供給する交流電流の周波数を、前記第２の共振回路の共振周波数近傍に設定することで前記モーターを駆動させた後に、前記誘導コイルに供給する交流電流の周波数を、前記第１の共振回路の共振周波数に近づけるように変動させることで前記無電極放電灯を始動させることを特徴とする請求項１記載の無電極照明器具。