JP2015179654A - 照明灯、照明装置、照明灯の接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発光ダイオードを備えた照明灯において、誤動作が生じるおそれを低減しつつ２種類以上の方式の異なる電力供給部に接続すること。
【解決手段】本照明灯は、２種類以上の方式の異なる電力供給部に接続可能な入力部を備えた照明灯であって、発光ダイオードと、前記入力部から供給される交流電圧を整流し、整流後の電圧を前記発光ダイオードに供給する整流回路と、前記入力部に接続された前記電力供給部の方式を検知する検知回路と、前記検知回路で検知された前記電力供給部の方式では動作させる必要のない回路を動作しない状態に切り替える切替回路と、前記検知回路で検知された前記電力供給部の方式では動作させる必要のない回路に充電された電荷を放電する放電回路と、を有する。
【選択図】図６

Description

本発明は、照明灯、照明装置、及び照明灯の接続方法に関する。

近年、低消費電力や長寿命等の特長を有する発光ダイオード（Light Emitting Diode、LED）を用いた照明灯（以降、ＬＥＤ照明灯とする場合がある）が注目されている。商用交流電源又は各種蛍光灯安定器の出力を入力とするＬＥＤ照明灯もそのうちの１つであり、従来の蛍光灯と置き換えて用いることができる。

ところで、商用交流電源及び複数種類の蛍光灯安定器を含む電力供給部のうちの２種類以上に対応可能なＬＥＤ照明灯では、電力供給部の種類等により制御方式を複数に分ける必要がある。しかしながら、従来のＬＥＤ照明灯では、複数の制御方式を単純に切り替えて用いているため、切り替えタイミング等によっては本来動作するべきではない回路が動作する場合があり、不点灯等の誤動作が生じる要因となっていた。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、発光ダイオードを備えた照明灯において、誤動作が生じるおそれを低減しつつ２種類以上の方式の異なる電力供給部に接続することを課題とする。

本照明灯は、２種類以上の方式の異なる電力供給部に接続可能な入力部を備えた照明灯であって、発光ダイオードと、前記入力部から供給される交流電圧を整流し、整流後の電圧を前記発光ダイオードに供給する整流回路と、前記入力部に接続された前記電力供給部の方式を検知する検知回路と、前記検知回路で検知された前記電力供給部の方式では動作させる必要のない回路を動作しない状態に切り替える切替回路と、前記検知回路で検知された前記電力供給部の方式では動作させる必要のない回路に充電された電荷を放電する放電回路と、を有することを要件とする。

開示の技術によれば、発光ダイオードを備えた照明灯において、誤動作が生じるおそれを低減しつつ２種類以上の方式の異なる電力供給部に接続することができる。

第１の実施の形態に係る照明装置の外観を例示する斜視図である。 第１の実施の形態に係る照明灯の回路ブロックを例示する図である。 第１の実施の形態の変形例１に係る照明灯の回路ブロックを例示する図である。 第１の実施の形態の変形例２に係る照明灯の回路ブロックを例示する図である。 第１の実施の形態の変形例３に係る照明灯の回路ブロックを例示する図である。 第１の実施の形態に係る照明灯の主要な回路の結線を例示する図である。 第１の実施の形態の変形例４に係る照明灯の回路ブロックを例示する図である。 第２の実施の形態に係る照明灯の主要な回路の結線を例示する図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

〈第１の実施の形態〉
図１は、第１の実施の形態に係る照明装置の外観を例示する斜視図である。図１を参照するに、照明装置１は、照明灯２と、照明灯２を着脱可能に装着する灯具５とを有する。

照明灯２は、透光部２０と、口金２１及び２２とを有する。透光部２０は、内蔵された光源（後述のＬＥＤモジュール２７）から出射された光を透過する樹脂製やガラス製等の部材からなり、一端部に設けられた口金２１及び他端部に設けられた口金２２により封止されている。透光部２０は、例えば、直管形とすることができる。

口金２１は、凸型の端子２１１及び２１２を備えている。同様に、口金２２は、凸型の端子２２１及び２２２を備えている。但し、端子の一部は図１では図示されていない（後述の図６参照）。なお、透光部２０の内部には、電気回路が設けられている（後述の図２参照）。

灯具５は、蛍光灯安定器５０（図６参照）と、照明灯２を着脱可能に装着するソケット５１及び５２とを有し、商用交流電源と接続可能に構成されている。商用交流電源の周波数は、例えば、５０Ｈｚや６０Ｈｚである。商用交流電源からの電力は、蛍光灯安定器５０に供給される。

蛍光灯安定器５０は、例えば、周知の蛍光灯グロー安定器、蛍光灯ラピッド安定器、蛍光灯インバータ安定器等である。但し、後述のように、照明灯２は商用交流電源と直結可能に構成されており、その場合には蛍光灯安定器５０は不要となる。このように、照明灯２は、蛍光灯グロー安定器、蛍光灯ラピッド安定器、蛍光灯インバータ安定器、及び商用交流電源の何れとも接続可能に構成することができる。

ソケット５１は、凹型の端子５１１及び５１２を備えている。同様に、ソケット５２は、凹型の端子５２１及び５２２を備えている。但し、端子の一部は図１では図示されていない（後述の図６参照）。

照明灯２の口金２１の端子２１１及び２１２は、灯具５のソケット５１の端子５１１及び５１２に差し込まれて嵌合し、電気的に接続される。同様に、照明灯２の口金２２の端子２２１及び２２２は、灯具５のソケット５２の端子５２１及び５２２に差し込まれて嵌合し、電気的に接続される。

このように、照明灯２の形状は直管形の蛍光灯と類似しており、灯具５に取り付けられる既存の蛍光灯と容易に交換可能である。但し、照明灯２の形状は、蛍光灯と類似していなくても構わない。例えば、透光部２０の断面形状が円筒形でなく半円筒形等であってもよい。

図２は、第１の実施の形態に係る照明灯の回路ブロックを例示する図である。図２を参照するに、照明灯２は、主要部として、口金２１及び２２と、フィルタ回路２３と、整流回路２４及び２５と、ドライブ回路２６と、ＬＥＤモジュール２７と、インバータ検知回路２８とを有する。

フィルタ回路２３は、ＥＭＩ対策フィルタであり、照明灯２から周囲に発する電磁ノイズを低減するための回路である。フィルタ回路２３は、例えば、ライン間コンデンサ（Ｘコンデンサ）、対アースコンデンサ（Ｙコンデンサ）、コモンモードコイル、ノーマルモードコイル等を直列や並列に接続した回路（図示せず）とすることができる。照明灯２は、フィルタ回路２３を搭載することで、電磁ノイズを低減することが可能となり、ＥＭＩ（Electro-Magnetic Interference ）規格を満足することができる。

なお、フィルタ回路２３は、切替回路６１により、バイパス可能に構成されている。切替回路６１は、例えば、リレーや半導体スイッチ（ＦＥＴ等）により構成することができる。

整流回路２４及び２５は、入力部である口金２１及び２２からフィルタ回路２３を経由して供給される交流電圧を整流し、整流後の電圧を直接又はドライブ回路２６を介してＬＥＤモジュール２７に供給する回路である。

ドライブ回路２６は、複数の発光ダイオードを備えたＬＥＤモジュール２７を駆動する回路である。ドライブ回路２６は、例えば、昇降圧回路や定電流回路等を含む構成とすることができる。ドライブ回路２６を設けることで、整流回路２４及び２５から供給される電圧が変動してもＬＥＤモジュール２７に定格を超えない適正な電流を供給することが可能となり、ＬＥＤモジュール２７の故障を防止するとともに省電力を実現できる。

なお、ドライブ回路２６は、切替回路（図６の切替回路４１）により、バイパス可能に構成されている。切替回路は、例えば、リレーや半導体スイッチ（ＦＥＴ等）により構成することができる。

照明灯２は、蛍光灯グロー安定器、蛍光灯ラピッド安定器、蛍光灯インバータ安定器、及び商用交流電源の何れの電力供給部とも接続できるが、接続される対象により使用する回路を選択可能に構成されている。インバータ検知回路２８は、入力部に接続された電力供給部の方式を検知する検知回路である。

インバータ検知回路２８は、照明灯２が灯具５に接続されて通電された際に、灯具５に内蔵された蛍光灯安定器５０が蛍光灯インバータ安定器であるか否かを検知する回路である。蛍光灯安定器５０が蛍光灯インバータ安定器である場合、蛍光灯安定器５０から照明灯２に入力される信号の周波数は数１０ＫＨｚ程度の高周波である。

一方、蛍光灯安定器５０が蛍光灯グロー安定器、蛍光灯ラピッド安定器、商用交流電源の何れかである場合、蛍光灯安定器５０から（或いは、商用交流電源から直接）照明灯２に入力される信号の周波数は５０〜６０Ｈｚ程度の低周波である。そこで、インバータ検知回路２８は、例えば、照明灯２に入力される信号の周波数に基づいて、灯具５に内蔵された蛍光灯安定器５０が蛍光灯インバータ安定器であるか否かを検知することができる。

インバータ検知回路２８が、灯具５に内蔵された蛍光灯安定器５０が蛍光灯インバータ安定器であることを検知した場合には、切替回路６１により、フィルタ回路２３がバイパスされる。又、他の切替回路（図６の切替回路４１）により、ドライブ回路２６がバイパスされる。

すなわち、灯具５に内蔵された蛍光灯安定器５０が蛍光灯インバータ安定器である場合には、蛍光灯インバータ安定器から口金２１及び２２を介して照明灯２に入力された信号は、フィルタ回路２３をバイパスして整流回路２４及び２５に供給される。そして、整流回路２４及び２５の出力は、ドライブ回路２６をバイパスしてＬＥＤモジュール２７に供給される。

又、図３に記載のように、フィルタ回路２３とは別に、高周波用フィルタ回路６３を設ける構成としてもよい、インバータ検知回路２８が、灯具５に内蔵された蛍光灯安定器５０が蛍光灯インバータ安定器であることを検知した場合には、切替回路６１により、高周波用フィルタ回路６３を通るようにしても良い。そのため、フィルタ回路２３をバイパスしても、ＥＭＩノイズの問題は生じず、又、ＬＥＤモジュール２７に定格を超えない適正な電流を供給することが可能である。又、蛍光灯安定器５０にフィルタ回路に相当する機能が備えられている場合もある。

更に、図４に記載のように、ドライブ回路２６とは別に、第２のドライブ回路６６を設ける構成にしてもよい。更に、図５に記載のように、照明灯２は、ラピッド検知回路２９を設ける構成にしてもよい。ラピッド検知回路２９は、照明灯２が灯具５に接続されて通電された際に、灯具５に内蔵された蛍光灯安定器５０が蛍光灯ラピッド安定器であるか否かを検知する回路である。

例えば、ラピッド検知回路２９が、灯具５に内蔵された蛍光灯安定器５０が蛍光灯ラピッド安定器であることを検知した場合には、フィルタ回路２３やドライブ回路２６はバイパスされないが、ドライブ回路２６の仕様が変更されるようにすることができる。

なお、インバータ検知回路２８が蛍光灯安定器５０が蛍光灯インバータ安定器であることを検知せず、かつ、ラピッド検知回路２９が蛍光灯安定器５０が蛍光灯ラピッド安定器であることを検知しない場合には、蛍光灯安定器５０が蛍光灯グロー安定器、又は、蛍光灯安定器５０を介さず照明灯２が商用交流電源に直結されたと認識し、口金２１及び２２を介して照明灯２に入力された信号は、フィルタ回路２３を経由して整流回路２４及び２５に供給される。そして、整流回路２４及び２５の出力は、ドライブ回路２６を経由してＬＥＤモジュール２７に供給される。又、ドライブ回路２６の仕様は、蛍光灯グロー安定器及び商用交流電源に適合したものが選択される。

更に、図７に記載のように、フィルタ回路２３及び高周波フィルタ回路６３を設けない構成にしてもよい。

以上、図２乃至図５、及び図７を参照しながら、照明灯２に搭載される回路ブロックの全体的な動作の概略を説明した。次に、図６を参照しながら、照明灯２の特徴的な動作について説明する。なお、図６では、本実施の形態に係る照明灯２の主要な回路の結線のみを示し、特徴的な動作に関係しない部分の結線については図示を省略している。

図６において、照明灯２の口金２１の端子２１１及び２１２は、灯具５のソケット５１の端子５１１及び５１２に差し込まれて嵌合し、電気的に接続されている。同様に、照明灯２の口金２２の端子２２１及び２２２は、灯具５のソケット５２の端子５２１及び５２２に差し込まれて嵌合し、電気的に接続されている。

整流回路２４及び２５は、口金２１及び２２からフィルタ回路２３（図６では図示せず）を経由して、又はフィルタ回路２３を経由せずに直接入力される交流電圧を整流する。整流回路２４及び２５は、例えば、逆回復時間が短い所謂ファーストリカバリダイオード等を用いて構成されたブリッジ型全波整流回路である。

整流回路２４及び２５により整流された整流後の電圧は、整流回路２４及び２５の出力部である正側配線３１及び負側配線３２を介してＬＥＤモジュール２７の両端に供給される。但し、蛍光灯安定器５０が蛍光灯インバータ安定器以外の場合には、ドライブ回路２６（図６ではＩＣ２６１のみを図示）を経由してＬＥＤモジュール２７の両端に供給される。

ＬＥＤモジュール２７は、複数の発光ダイオード２７１が正側配線３１と負側配線３２との間に直列に接続された直列接続部（図６では６個の発光ダイオード２７１を直列に接続）を複数個有している。そして、各直列接続部は、複数列並列に接続されている。正側配線３１と負側配線３２との間の電圧が、直列接続部を構成する複数の発光ダイオード２７１の順方向電圧の総和を超えると、各発光ダイオード２７１に電流が流れて発光する。

切替回路４１は、検知回路で検知された電力供給部の方式では動作させる必要のない回路を動作しない状態に切り替える回路である。例えば、切替回路４１は、インバータ検知回路２８から入力される切替信号２８１に基づいて、第１のルートと第２のルートとを切り替える。

第１のルートは、整流回路２４及び２５とＬＥＤモジュール２７との間に挿入されたドライブ回路２６をバイパスし、整流回路２４及び２５により整流された整流後の電圧を直接ＬＥＤモジュール２７に入力するルートである。第２のルートは、整流回路２４及び２５により整流された整流後の電圧をドライブ回路２６を経由してＬＥＤモジュール２７に入力するルートである。切替回路４１は、例えば、リレーや半導体スイッチ（ＦＥＴ等）により構成することができる。

切替回路４１がドライブ回路２６をバイパスするルートに切り替わった場合、整流回路２４及び２５の出力が直接ＬＥＤモジュール２７に印加される。一方、切替回路４１がドライブ回路２６を経由するルートに切り替わった場合、ドライブ回路２６の一部を構成するＩＣ２６１の正側電源端子は正側配線３１と接続される。

ＩＣ２６１の負側電源端子は切替回路４１の動作とは関係なく負側配線３２と接続されているため、ＩＣ２６１の正側電源端子が正側配線３１と接続されるとＩＣ２６１に電源が供給されてドライブ回路２６が動作する。そして、ＩＣ２６１の出力がＬＥＤモジュール２７に印加される。

なお、ドライブ回路２６は、ＩＣ２６１以外に抵抗やトランジスタ等の各種素子を備えて構成されているが、ＩＣ２６１以外の素子の図示は省略している。

切替信号２８１は、インバータ検知回路２８から切替回路４１に供給される信号であり、蛍光灯安定器５０が蛍光灯インバータ安定器であることを検知した場合に、切替回路４１をドライブ回路２６をバイパスするルートに切り替える。又、蛍光灯安定器５０が蛍光灯インバータ安定器であることを検知しなかった場合、或いは、入力電圧が存在しない場合は、切替回路４１はドライブ回路２６を経由するルートに設定されている。蛍光灯安定器５０が蛍光灯インバータ安定器であることを検知しなかった場合、或いは、入力電圧が存在しない場合に、切替回路を第１のルート及び第２のルートのどちらにも接続しない中立の位置に保持してもよい。

ところで、蛍光灯安定器５０が蛍光灯インバータ安定器であることを検知した場合には、切替回路４１がドライブ回路２６をバイパスするルートに切り替わるため、ＩＣ２６１には電源が供給されずドライブ回路２６が動作しないはずである。

しかしながら、起動時にインバータ検知回路２８の検知結果が切替信号２８１として出力されるまでには僅かな時間が必要である。そのため、実際には、その僅かな時間に切替回路４１がドライブ回路２６を経由するルートに切り替わる場合がある。そして、その際、ＩＣ２６１の配線等に接続されたコンデンサやディレイ回路のコンデンサ（図示せず）等が充電されるおそれがある。

コンデンサの一回の充電量が僅かであっても、例えば、照明灯２が短時間に繰り返しＯＮ／ＯＦＦされるような場合には、コンデンサの充電量が徐々に増加し、遂には本来動作しないＩＣ２６１が動作してしまう場合がある。本来動作するべきではない回路が動作することは、不点灯等の誤動作が生じる要因となる。

そこで、照明灯２では、コンデンサに充電されている電荷を放電するための放電回路４２を設けている。放電回路４２は、切替信号２８２に基づいて、ＩＣ２６１の正側電源端子と負側電源端子との間を短絡するか開放するかを切り替える回路である。放電回路４２は、例えば、リレーや半導体スイッチ（ＦＥＴ等）により構成することができる。

切替信号２８２は、インバータ検知回路２８から放電回路４２に供給される信号であり、蛍光灯安定器５０が蛍光灯インバータ安定器であることを検知した場合に、放電回路４２をＩＣ２６１の正側電源端子と負側電源端子との間を短絡するように切り替える。又、蛍光灯安定器５０が蛍光灯インバータ安定器であることを検知しなかった場合に、放電回路４２を開放するように切り替える。

なお、切替信号２８２は、切替信号２８１と同じ信号としてもよい。或いは、蛍光灯安定器５０が蛍光灯インバータ安定器であることを検知した場合に、短い時間（但し、コンデンサの電荷を放電する十分な時間）だけＩＣ２６１の正側電源端子と負側電源端子との間を短絡するような信号としてもよい。

このように、第１の実施の形態に係る照明灯では、入力部に接続された電力供給部の方式を起動時に検知する検知回路を設け、検知回路で検知された電力供給部の方式では動作させる必要のない回路を動作しない状態に切り替える（例えば、バイパスさせる）。そして、検知回路で検知された電力供給部の方式では動作させる必要のない回路に充電された電荷を放電回路で放電させる。

これにより、本来動作すべきでない回路を構成するコンデンサに充電された電荷を起動時に毎回放電させることができる。その結果、例えば、照明灯２が短時間に繰り返しＯＮ／ＯＦＦされるような場合であっても、本来動作すべきでない回路が動作することがないため、不点灯等の誤動作が生じるおそれを低減できる。

更に、図８に記載のように、切替回路４１がドライブ回路２６をバイパスするルートに切り替わった場合、整流回路２４及び２５により整流された整流後の電圧は、第２のドライブ回路６６（図８ではＩＣ２６２のみを図示）を経由してＬＥＤモジュール２７の両端に供給される構成にしてもよい。

以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上記実施の形態では、照明灯の例として、蛍光灯グロー安定器、蛍光灯ラピッド安定器、蛍光灯インバータ安定器、及び商用交流電源の何れの電力供給部とも接続できるものを示した。しかし、本発明は、２種類以上の方式の異なる電力供給部に接続可能な入力部を備えた照明灯に適用できる。すなわち、必ずしも上記の全種類の電力供給部に接続可能な構成としなくてもよい。その場合、電力供給部の１種類は蛍光灯インバータ安定器であってもよい。

又、上記実施の形態では、インバータ検知回路の検知結果に基づいて切替回路と放電回路を動作させたが、ラピッド検知回路の検知結果に基づいて切替回路と放電回路を動作させてもよい。或いは、他の検知回路を設けて、その検知回路の検知結果に基づいて切替回路と放電回路を動作させてもよい。例えば、蛍光灯ラピッド安定器と接続する場合にドライブ回路をバイパスさせて動作させる照明灯も考えられ、その場合に、ラピッド検知回路の検知結果に基づいて切替回路と放電回路を動作させると有効である。

又、電荷を放電すべき回路が複数個あれば、それに対応する複数の放電回路を設けることができる。

１ 照明装置
２ 照明灯
５ 灯具
２０ 透光部
２１、２２ 口金
２３ フィルタ回路
２４、２５ 整流回路
２６ ドライブ回路
２７ ＬＥＤモジュール
２８ インバータ検知回路
２９ ラピッド検知回路
３１ 正側配線
３２ 負側配線
４１ 切替回路
４２ 放電回路
５０ 蛍光灯安定器
５１、５２ ソケット
６１ 切替回路
６３ 高周波用フィルタ回路
６６ 第２のドライブ回路
２１１、２１２、２２１、２２２、５１１、５１２、５２１、５２２ 端子
２６１、２６２ ＩＣ
２７１ 発光ダイオード
２８１、２８２ 切替信号

特許第５１０８９９４号

Claims (6)

1. ２種類以上の方式の異なる電力供給部に接続可能な入力部を備えた照明灯であって、
   発光ダイオードと、
   前記入力部から供給される交流電圧を整流し、整流後の電圧を前記発光ダイオードに供給する整流回路と、
   前記入力部に接続された前記電力供給部の方式を検知する検知回路と、
   前記検知回路で検知された前記電力供給部の方式では動作させる必要のない回路を動作しない状態に切り替える切替回路と、
   前記検知回路で検知された前記電力供給部の方式では動作させる必要のない回路に充電された電荷を放電する放電回路と、を有することを特徴とする照明灯。
2. 前記電力供給部は、蛍光灯グロー安定器、蛍光灯ラピッド安定器、蛍光灯インバータ安定器、及び商用交流電源の何れか２種類以上である請求項１記載の照明灯。
3. 前記電力供給部の１種類は蛍光灯インバータ安定器であり、
   前記検知回路は、前記電力供給部が蛍光灯インバータ安定器であるか否かを検知する回路であり、
   前記検知回路が前記電力供給部が蛍光灯インバータ安定器であることを検知した場合に、前記切替回路は前記整流回路と前記発光ダイオードとの間に挿入されたドライブ回路をバイパスし、前記放電回路は前記ドライブ回路の一部を構成するコンデンサに充電された電荷を放電する請求項２記載の照明灯。
4. 前記検知回路は、前記電力供給部の起動時に前記電力供給部の方式を検知し、検知結果を前記切替回路及び前記放電回路に送る請求項１乃至３の何れか一項記載の照明灯。
5. 発光ダイオードを備えた照明灯を２種類以上の方式の異なる電力供給部に接続する照明灯の接続方法であって、
   入力部に接続された電力供給部の方式を検知し、検知された電力供給部の方式では動作させる必要のない回路を動作しない状態に切り替えるとともに、検知された電力供給部の方式では動作させる必要のない回路に充電された電荷を放電させることを特徴とする照明灯の接続方法。
6. 請求項１乃至４の何れか一項記載の照明灯と、
   前記照明灯を装着する灯具と、を備えていることを特徴とする照明装置。

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