JP2018166070A - 点灯装置、及び照明器具 - Google Patents

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Abstract

【課題】静電気に対する搭載部品の保護性能の向上を図る。【解決手段】点灯装置100は、外部電源ACから入力電力を受け取る一対の入力端子と、入力電力を所望の直流電力に変換する電力変換回路と、直流電力を光源に供給する一対の出力端子と、調光レベルを指示する調光信号を外部装置から受け取る調光信号入力回路と、調光信号で指示される調光レベルに従って電力変換回路を制御して直流電力を調光レベルに応じた値に調整する制御回路と、一対の入力端子、電力変換回路、一対の出力端子、調光信号入力回路、及び制御回路を形成したプリント回路板800と、を備える。点灯装置100は、プリント回路板800において調光信号入力回路(第1回路部品811)と制御回路(第2回路部品812)との間に形成された、導体826からなるサージ吸収部を備える。【選択図】図1

Description

本発明は、点灯装置、及び照明器具に関し、より詳細には、外部からの調光信号で指示される調光レベルに基づき光源を点灯させる点灯装置、及びそれを備えた照明器具に関する。
特許文献1には、照明器具に搭載されている点灯装置の回路パターン構造の一例が、開示されている。
特許文献1に記載の回路パターン構造では、調光回路等の電子回路が、プリント基板に実装されている。このプリント基板には、商用電源入力端子からの商用電源ラインと、端子及びラインからなる器具アース部と、調光信号入力端子から出ており調光回路へ調光信号を与えるための調光信号ラインと、が形成されている。商用電源ラインと器具アース部との距離は、器具アース部と調光信号ラインとの距離以下である。
特許文献1の回路パターン構造によれば、器具アース部からスパークオーバによってサージ電圧が生じた場合でも、商用電源ラインを調光信号ラインよりも器具アース部に近接させているためサージ電圧を商用電源ラインへ逃がすことができる。
特開平5−21171号
点灯装置では、調光信号入力端子に信号線を接続する等の作業の際に、作業者の体に帯電した静電気に起因して、プリント回路板の導体にサージ電流が流れる可能性がある。サージ電流が、制御回路を構成する集積回路等の搭載部品(半導体部品)を流れると、搭載部品が不具合を起こす可能性がある。
本発明の目的は、静電気に対する搭載部品の保護性能の向上を図ることが可能な点灯装置、及び照明器具を提供することにある。
本発明の一態様に係る点灯装置は、一対の入力端子と、電力変換回路と、一対の出力端子と、調光信号入力回路と、制御回路と、プリント回路板と、を備える。前記一対の入力端子は、外部電源から入力電力を受け取るよう構成される。前記電力変換回路は、前記入力電力を所望の直流電力に変換するよう構成される。前記一対の出力端子は、前記直流電力を光源に供給するよう構成される。前記調光信号入力回路は、調光レベルを指示する調光信号を外部装置から受け取るよう構成される。前記制御回路は、前記調光信号で指示される前記調光レベルに従って前記電力変換回路を制御して前記直流電力を前記調光レベルに応じた値に調整するよう構成される。前記プリント回路板には、前記一対の入力端子、前記電力変換回路、前記一対の出力端子、前記調光信号入力回路、及び前記制御回路が形成されている。前記点灯装置は、前記プリント回路板上において前記調光信号入力回路と前記制御回路との間に形成された、導体からなるサージ吸収部を備える。
本発明の一態様に係る照明器具は、前記点灯装置と、前記点灯装置の前記一対の出力端子間に電気的に接続されて前記点灯装置により点灯される光源と、を備える。
本発明は、静電気に対する搭載部品の保護性能の向上を図ることが可能となるという利点がある。
図1Aは、本発明の一実施形態に係る点灯装置のプリント回路板の要部を第1面側から見た平面図である。図1Bは、同上の点灯装置のプリント回路板の上記要部の第2面側の部分を、第1面側から見た図である。 図2は、同上の点灯装置の側面図である。 図3は、同上の点灯装置の回路図である。 図4は、本発明の一実施形態に係る照明器具を上方から見た斜視図である。 図5は、同上の照明器具を下方から見た斜視図である。 図6は、同上の照明器具の断面図である。 図7は、同上の照明器具における電源ユニット及び取付板を示す分解斜視図である。 図8は、同上の照明器具の側面図である。
以下では、本実施形態の点灯装置100及び照明器具1について、添付の図面を参照して説明する。ただし、以下の実施形態で説明する構成は本発明の一例にすぎない。本発明は、以下の実施形態に限定されず、本発明の効果を奏することができれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
まず、本実施形態の点灯装置100を、図1A〜図3を参照して説明する。図1Aは、点灯装置100に含まれるプリント回路板800の要部を、第1面80A側から見た平面図である。図1Bは、上記要部の第2面80B側の部分を、(樹脂基板を省略して)第1面80A側から見た図である。図2は、点灯装置100の側面図である。図3は、点灯装置100の回路図である。なお、図1A、図1Bでは、プリント回路板800に搭載される回路部品の一部、及び回路部品同士を電気的に接続する導体の一部のみを示している。また、図2では、プリント回路板800に搭載される回路部品の一部のみを示している。
点灯装置100は、光源ユニット(光源)2を点灯させるよう構成される。図3に示すように、点灯装置100は、一対の入力端子11と、一対の出力端子12と、点灯回路4と、を備える。
一対の入力端子11は、交流電源(外部電源)ACに電気的に接続され、交流電源ACから入力電力を受け取るよう構成される。交流電源ACは、例えば商用交流電源である。また、一対の入力端子11は、点灯回路4に電気的に接続されている。
一対の出力端子12は、点灯回路4に電気的に接続されている。また、一対の出力端子12は、光源ユニット(光源)2に電気的に接続されるよう構成される。光源ユニット2は、一対の出力端子12を介して点灯回路4から受け取る電力によって点灯する。光源ユニット2については、後述する。
図3に示すように、点灯回路4は、電力変換回路400と、調光信号入力回路49と、制御回路41と、を備えている。
電力変換回路400は、一対の入力端子11に電気的に接続されている。また、電力変換回路400は、一対の出力端子12に電気的に接続されている。電力変換回路400は、一対の入力端子11を介して交流電源ACから入力電力を受け取り、受け取った入力電力を所望の直流電力に変換するよう構成される。電力変換回路400は、生成した直流電力を一対の出力端子12を介して光源ユニット2に与えるよう構成される。
調光信号入力回路49は、外部装置に電気的に接続される調光信号入力端子490(図1A参照)を備えている。外部装置は、例えば調光器である。外部装置(調光器)は、例えば、調光レベルに応じたオンデューティ比を有するPWM(Pulse Width Modulation)信号を、調光信号として出力する。調光信号入力回路49は、調光レベルを指示する調光信号を、調光信号入力端子490を介して外部装置から受け取り、制御回路41へ伝送する。
制御回路41は、調光信号入力回路49から、調光信号を受け取るよう構成される。制御回路41は、電力変換回路400に電気的に接続されている。制御回路41は、調光信号で指示される調光レベルに従って電力変換回路400を制御して、直流電力を調光レベルに応じた値に調整するよう構成される。
点灯回路4(電力変換回路400、調光信号入力回路49、及び制御回路41)の回路構成について、図3を参照して説明する。
電力変換回路400は、バックコンバータ40、第1制御電源回路42、第2制御電源回路43、PFC(Power Factor Correction:力率改善)回路44、フィルタ回路45、全波整流器46、スピードアップ回路47、PFC駆動部48等を備えている。なお、電力変換回路400は、保護回路として、一対の入力端子11とフィルタ回路45との間にヒューズ401及びサージ吸収素子402(図1A参照)を備えている。
図3に示すように、フィルタ回路45は、(保護回路を介して)一対の入力端子11間に電気的に接続されている。フィルタ回路45は、交流電源ACから供給される交流電圧・交流電流に重畳する高調波ノイズ、及びPFC回路44で発生する高調波ノイズを除去するよう構成される。
全波整流器46はダイオードブリッジを備える。全波整流器46は、交流電源ACから供給される交流電圧・交流電流を全波整流する。
PFC回路44は、従来周知の昇圧チョッパ回路であって、全波整流器46で全波整流された脈流電圧を、この脈流電圧のピーク値よりも電圧値の高い直流電圧に変換することで力率を改善するよう構成される。このPFC回路44は、インダクタL1とダイオードD1と平滑コンデンサC1が全波整流器46の脈流出力端間に電気的に直列接続され、かつ、2つのスイッチング素子Q11、Q12の並列回路がダイオードD1と平滑コンデンサC1に電気的に並列接続される。なお、2つのスイッチング素子Q11、Q12は、電気的な特性が共通である半導体スイッチング素子であり、例えば、NチャネルのパワーMOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)である。つまり、このPFC回路44は、2つのスイッチング素子Q11、Q12の並列回路を備えることにより、個々のスイッチング素子Q11、Q12に流す電流を減らして温度上昇を抑えるように構成されている。ただし、このPFC回路44は、2つのスイッチング素子Q11、Q12が並列接続されている点を除けば、従来周知の回路構成を有しているので、詳細な動作の説明は省略する。以下の説明では、PFC回路44の出力電圧(平滑コンデンサC1の両端電圧)を、直流入力電圧Vdcと呼ぶ。
バックコンバータ40は、降圧チョッパ回路とも呼ばれるスイッチング電源回路である。バックコンバータ40は、PFC回路44から供給される数百ボルトの直流入力電圧Vdcを、光源ユニット2に必要とされる数十ボルトの直流電圧(以下、「出力電圧V1」と呼ぶ)に降圧するよう構成される。バックコンバータ40は、2つのスイッチング素子Q21、Q22、インダクタT1、ダイオードD4、平滑コンデンサC3等で構成される。2つのスイッチング素子Q21、Q22は、PFC回路44の高電位側の出力端と、高電位側の出力端子12との間に、インダクタT1を介して電気的に並列接続される。平滑コンデンサC3は電解コンデンサからなり、一対の出力端子12間に電気的に接続される。すなわち、平滑コンデンサC3は、光源ユニット2と電気的に並列接続される。ダイオードD4のカソードは、スイッチング素子Q21、Q22の並列回路と、インダクタT1との接続点に電気的に接続される。ダイオードD4のアノードは、PFC回路44の低電位側の出力端(電力変換回路400の基準電位となる接地ライン4000)に電気的に接続される。なお、2つのスイッチング素子Q21、Q22は、電気的な特性が共通である半導体スイッチング素子(例えば、NチャネルのパワーMOSFET)である。また、ダイオードD4のアノードと平滑コンデンサC3の低電位側の端子との間に、検出抵抗R8が電気的に接続される。ただし、このバックコンバータ40は、2つのスイッチング素子Q21、Q22が並列接続されている点を除けば、従来周知の回路構成を有しているので、詳細な動作の説明は省略する。
第1制御電源回路42は、数百ボルトの直流入力電圧Vdcを、十数ボルト(例えば、15ボルト)の直流電圧(以下、「第1制御電源電圧Vcc」と呼ぶ)に変換するよう構成される。第1制御電源回路42は、例えば、バックコンバータやフライバックコンバータ等のスイッチング電源回路で構成される。
ここで、点灯回路4は、従来周知であるブートストラップ回路を備えている。ブートストラップ回路は、ブートストラップダイオードD2と、ブートストラップコンデンサC2と、複数の抵抗R2〜R6の直列回路(以下、「抵抗直列回路」と呼ぶ)とで構成される。ブートストラップダイオードD2は、アノードに第1制御電源電圧Vccが印加され、カソードにブートストラップコンデンサC2の一端が電気的に接続される。ブートストラップコンデンサC2の他端は、抵抗直列回路を介して接地ライン4000と電気的に接続される。更に、抵抗R3〜R6は、バックコンバータ40のダイオードD4と電気的に並列接続される。このブートストラップ回路は、バックコンバータ40のスイッチング素子Q21、Q22のオフ期間に、第1制御電源電圧VccによってブートストラップコンデンサC2を充電するよう構成される。そして、ブートストラップコンデンサC2が充電されることにより、ブートストラップコンデンサC2の高電位側の端子から、スイッチング素子Q21、Q22の駆動電圧HVccを得ることができる。
第2制御電源回路43は、抵抗R7と、ダイオードD3と、ツェナーダイオードZD1とで構成されている。抵抗R7の一端がPFC回路44の高電位側の出力端と電気的に接続され、抵抗R7の他端が、ツェナーダイオードZD1のカソード及びダイオードD3のアノードと電気的に接続される。ツェナーダイオードZD1のアノードが、バックコンバータ40のダイオードD4のカソードと電気的に接続される。そして、ダイオードD3のカソードが、ブートストラップコンデンサC2の高電位側の端子と電気的に接続される。
制御回路41は、PFC回路44を制御する第1制御動作と、バックコンバータ40を制御する第2制御動作とを実行するよう構成される。なお、このような制御回路41は、例えば、第1制御動作を実行する回路と、第2制御動作を実行する回路と、を有する集積回路410(図1A参照)等で構成される。
制御回路41は、第1制御動作では、直流入力電圧Vdcを所望の目標値(例えば、400ボルト程度の電圧)に維持するように、PFC回路44を動作させる。すなわち、制御回路41は、直流入力電圧Vdcを抵抗分圧回路(抵抗R1、R2の直列回路)によって計測し、直流入力電圧Vdcの計測値に基づき、直流入力電圧Vdcを目標値に一致させるように、PWM信号のオンデューティ比を調整する。このPWM信号は、PFC駆動部48に出力される。PFC駆動部48は、PWM信号に応じて、例えば、2つのスイッチング素子Q11、Q12を同時にオン・オフ駆動する。
制御回路41は、第2制御動作では、光源ユニット2に流す電流(負荷電流)I1を目標値に一致させるように、バックコンバータ40を動作させる。すなわち、制御回路41は、検出抵抗R8の両端電圧から負荷電流I1を計測し、負荷電流I1の計測値に基づき、負荷電流I1を目標値に一致させるように、PWM信号である駆動信号のオンデューティ比を調整する。なお、制御回路41は、調光信号入力回路49を介して外部装置から与えられる調光信号に応じて、負荷電流I1の目標値を調整することにより、光源ユニット2を調光する。
ここで、制御回路41の駆動信号は、それぞれスピードアップ回路47を介して、バックコンバータ40のスイッチング素子Q21、Q22のゲートに与えられる。各スピードアップ回路47は、PNP型のバイポーラトランジスタTr1、ダイオードD5、抵抗R17〜R19等で構成される(図3参照)。抵抗R17は、各スイッチング素子Q21、Q22のゲートとソースとの間に電気的に接続される。バイポーラトランジスタTr1のエミッタがスイッチング素子Q21、Q22のゲートと電気的に接続され、バイポーラトランジスタTr1のコレクタが抵抗R18を介してスイッチング素子Q21、Q22のソースと電気的に接続される。また、バイポーラトランジスタTr1のベースがダイオードD5のアノード及び抵抗R19の一端と電気的に接続され、各スピードアップ回路47の抵抗R19の他端同士が制御回路41の出力端子Hoと電気的に接続される。
各スピードアップ回路47は、出力端子Hoからハイレベルの駆動信号が入力されると、バイポーラトランジスタTr1がオフとなり、抵抗R17を介して、スイッチング素子Q21、Q22のゲート・ソース間に駆動電圧HVccを印加してターンオンさせる。また、各スピードアップ回路47は、出力端子Hoからの駆動信号が停止すると、バイポーラトランジスタTr1がオンとなり、スイッチング素子Q21、Q22のゲートに蓄積されている電荷を放出させてターンオフさせる。つまり、各スピードアップ回路47は、パワーMOSFETからなるスイッチング素子Q21、Q22のターンオンを高速化するように構成されている。
また、制御回路41は、第2制御動作において、インダクタT1と磁気結合されたインダクタT2に誘起される電圧(検出電圧)に基づいて、出力端子Hoからハイレベルの駆動信号を出力するタイミングを決定している。例えば、制御回路41は、前記検出電圧に基づいてインダクタT1に流れる電流(インダクタ電流)のゼロクロスを検出し、ゼロクロスに同期して駆動信号を出力するよう構成されることが好ましい。
調光信号入力回路49は、外部装置からPWM信号(調光信号)を受け取り、制御回路41へ伝送するよう構成される。制御回路41は、受け取ったPWM信号(調光信号)を直流の電圧信号に変換するよう構成される。なお、制御回路41で生成される電圧信号(調光信号)の信号レベル(直流電圧レベル)は、外部装置からのPWM信号で指示される出力レベル(調光レベル)に対応している。制御回路41は、負荷電流I1の目標値を、電圧信号(調光信号)の信号レベル(調光レベル)に対応した値に調整する。
ここで、本実施形態の点灯回路4では、調光信号入力回路49は、フォトカプラ90を介して制御回路41に調光信号を伝送するよう構成される。すなわち、制御回路41は、調光信号入力回路49と電気的に絶縁されており、調光信号入力回路49から、フォトカプラ90を介して調光信号を受け取るよう構成される。
また、本実施形態の点灯回路4は、タイマ回路を備えている。タイマ回路は、図3に示すように、抵抗R13〜R15とコンデンサC4のCR積分回路で構成される。このタイマ回路は、抵抗R13〜R15の直列回路が平滑コンデンサC3及び検出抵抗R8と電気的に並列接続され、かつローサイドの抵抗R15とコンデンサC4が電気的に並列接続されて構成される。コンデンサC4の両端電圧が、交流電源ACの投入時点から徐々に上昇するので、制御回路41は、コンデンサC4の両端電圧(以下、「タイマ信号」と呼ぶ)に基づいて、前記投入時点からの経過時間を知ることができる。なお、図3に示すように、タイマ回路には、抵抗R9〜R12の直列回路が電気的に並列接続されてもよい。
また、本実施形態の点灯回路4では、制御回路41のGND端子(接地ライン4000)は、ノイズ低減用の2つのコンデンサC11、C12の直列回路を介して接地されている。
次に、点灯装置100の基本的な動作を説明する。
交流電源ACが投入されると、第1制御電源回路42が起動し、第1制御電源電圧Vccを生成する。第1制御電源電圧Vccが定格値(例えば、15ボルト)に達すると、制御回路41が起動して第1制御動作を実行する。なお、制御回路41は、タイマ信号に基づき、交流電源ACの投入時点からの経過時間を監視する。
制御回路41が第1制御動作を実行すると、PFC回路44が動作して直流入力電圧Vdcが定格値に達する。また、第1制御電源電圧Vccが定格値に達すれば、ブートストラップ回路が正常に動作し、所定の駆動電圧HVccが制御回路41に与えられる。
制御回路41は、タイマ信号に基づき、直流入力電圧Vdcが定格値に達してから所定時間が経過したと判断すれば、第2制御動作を開始する。制御回路41が第2制御動作を開始すると、バックコンバータ40の出力電圧V1が徐々に上昇し、光源ユニット2の点灯開始電圧を超えた時点から負荷電流I1が流れ始める。そして、制御回路41は、負荷電流I1を一定値とするようにバックコンバータ40を制御(フィードバック制御)する。ゆえに、点灯回路4は、光源ユニット2を所望の明るさ(光出力)で点灯させることができる。
上記の点灯回路4は、プリント配線板80(図1A、図1B、図2参照)に、複数種類の回路部品が実装されて構成される。本実施形態のプリント配線板80は、両面に導体パターンがある両面プリント配線板である。複数種類の回路部品の各々は、複数の金属製のリードを有する。複数種類の回路部品の各々では、複数のリードが、プリント配線板80の厚さ方向の一面側から、プリント配線板80を厚さ方向に貫通する複数のスルーホールに挿入される。そして、複数のリードが、プリント配線板80に形成されている導体にはんだ付けされる。これにより、複数種類の回路部品の各々が導体に電気的に接続される。
複数種類の回路部品は、調光信号入力回路49を構成するための複数の第1回路部品811、制御回路41を構成するための複数の第2回路部品812、及び電力変換回路400を構成するための複数の第3回路部品813を含む。また、複数種類の回路部品は、一対の入力端子11を備える入力コネクタ110、及び一対の出力端子12を備える出力コネクタを含む。プリント配線板80に、上記の複数種類の回路部品(複数の第1回路部品811、複数の第2回路部品812、複数の第3回路部品813、入力コネクタ110、出力コネクタ)が実装されて、プリント回路板800が構成される(図1A、図1B、図2参照)。
複数の第1回路部品811は、プリント回路板800に形成されている第1導体821によって、電気的に接続されている。複数の第1回路部品811と第1導体821とで、調光信号入力回路49が構成される。
図1A、図1B、図2に示すように、複数の第1回路部品811は、外部装置からの信号線を電気的に接続するための調光信号入力端子490、ダイオードブリッジ491等を含む。調光信号入力端子490は、一対のリード4901を備える。一対のリード4901は、第1導体821に電気的に接続されている。ダイオードブリッジ491は、二対のリード(入力側の一対のリード4911、及び出力側の一対のリード4912)を備える。二対のリード4911、4912は、第1導体821に電気的に接続されている。
調光信号入力回路49は、第1露出導体部を有している。第1露出導体部は、複数の第1回路部品811のうちの金属部分(リード)及び第1導体(はんだを含む)821のうちで、外気に露出する部分である。例えば、調光信号入力端子490のリード4901、ダイオードブリッジ491のリード4911、4912、及び、第1導体821のうちで絶縁性樹脂(ソルダーレジスト)により覆われていない部分等が、第1露出導体部である。
複数の第2回路部品812は、プリント回路板800に形成されている第2導体822によって、電気的に接続されている。複数の第2回路部品812と第2導体822とで、制御回路41が構成される。
図1Aに示すように、複数の第2回路部品812は、集積回路410等を含む。集積回路410は、複数のリード4101を備える。複数のリード4101は、第2導体822に電気的に接続されている。
制御回路41は、第2露出導体部を有している。第2露出導体部は、複数の第2回路部品812のうちの金属部分(リード)及び第2導体(はんだを含む)822のうちで、外気に露出する部分である。例えば、集積回路410のリード4101、及び、第2導体822のうちで絶縁性樹脂により覆われていない部分等が、第2露出導体部である。
複数の第3回路部品813は、プリント回路板800に形成されている第3導体823によって、電気的に接続されている。複数の第3回路部品813と第3導体823とで、電力変換回路400が構成される。
図1Aに示すように、複数の第3回路部品813は、ヒューズ401及びサージ吸収素子402等を含む。ヒューズ401は、一対のリード4011を備える。一対のリード4011は、第3導体823に電気的に接続されている。サージ吸収素子402は、一対のリード4021を備える。一対のリード4021は、第3導体823に電気的に接続されている。
電力変換回路400は、第3露出導体部を有している。第3露出導体部は、複数の第3回路部品813のうちの金属部分(リード)及び第3導体(はんだを含む)823のうちで、外気に露出する部分である。例えば、ヒューズ401のリード4011、サージ吸収素子402のリード4021、4022、及び、第3導体823のうちで絶縁性樹脂により覆われていない部分等が、第3露出導体部である。
なお、図1A、図1Bでは、プリント回路板800に形成されて外気に露出している導体(はんだを含む)を、ドットのハッチングで示している。
また、制御回路41は、プリント回路板800に形成されている導体(以下、「制御用導体」と呼ぶ)によって、電力変換回路400と電気的に接続されている。例えば、集積回路410とスピードアップ回路47、及び集積回路410とPFC駆動部48は、それぞれ、異なる制御用導体によって電気的に接続されている。
一方、制御回路41は、調光信号入力回路49と電気的に絶縁されており、フォトカプラ90を介して調光信号入力回路49から調光信号を受け取るよう構成されている。フォトカプラ90は、発光素子91と受光素子92とを備えている。発光素子91は、例えば発光ダイオードであり、受光素子92は、例えばフォトダイオードである。発光素子91と受光素子92とは、一つのパッケージ内に封入されている。ここにおいて、調光信号入力回路49を構成するための複数の第1回路部品811は、フォトカプラ90の発光素子91を含んでいる。一方、制御回路41を構成するための複数の第2回路部品812は、フォトカプラ90の受光素子92を含んでいる。
図1Bに示すように、フォトカプラ90は、二対のリード(入力側の一対のリード901、及び出力側の一対のリード902)を備える。入力側の一対のリード901は、発光素子91に電気的に接続されている。入力側の一対のリード901は、第1導体821に電気的に接続されている。また、出力側の一対のリード902は、受光素子92に電気的に接続されている。出力側の一対のリード902は、第2導体822に電気的に接続されている。
発光素子91が、調光信号入力回路49からの調光信号(PWM信号)のオンデューティ比で点灯と消灯とを繰り返し、受光素子92が発光素子91からの光を受け取ることで、調光信号入力回路49から制御回路41へ調光信号が伝送される。
入力コネクタ110は、プリント回路板800に形成されている入力側導体824を介して、電力変換回路400に電気的に接続されている。入力コネクタ110(一対の入力端子11)には、例えば、後述の照明器具1の第1端子台33を介して、外部の電源線が電気的に接続される。
出力コネクタは、プリント回路板800に形成されている出力側導体825(図3参照)を介して、電力変換回路400に電気的に接続されている。出力コネクタ(一対の出力端子12)には、例えば、後述の照明器具1の出力ケーブルを介して光源ユニット2が電気的に接続される。
プリント回路板800は、放熱用の金属板70(図2参照)により保持されている。金属板70において、プリント回路板800と対向する面には、絶縁部材(絶縁シート)75が配置されている。
図1A、図1Bに示すように、プリント回路板800上において、調光信号入力回路49と制御回路41とが隣り合って形成されている。すなわち、プリント回路板800上において、第1回路部品811と第2回路部品812とは隣り合って配置されており、第1露出導体部と第2露出導体部とは、隣り合って配置されている。
ここにおいて本実施形態では、図1Aに示すように、プリント回路板800の第1面80Aにおいて、第1露出導体部(調光信号入力端子490のリード4901)と第2露出導体部(第2回路部品812)との間に、導体826が形成されている。導体826は、外気に露出している。導体826は、サージ吸収素子402の一方のリード4021と電気的に接続されている。そして導体826は、プリント回路板800の、第2面80B側においてダイオードブリッジ491が配置されている領域の第1面80A側の部分を通って、プリント配線板80の端部(図1Aの上端部)まで延びている。
導体826は、導体826と第1露出導体部との間の最短距離L10が、第1露出導体部と第2露出導体部との間の最短距離L20よりも短くなるように、形成されている。ここで言う露出導体部間の距離とは、露出導体部間の空間距離(物理的な距離)である。第1露出導体部と第2露出導体部との間の最短距離L20とは、第1面80Aにおける第1露出導体部と第2露出導体部との間の最短距離と、第2面80Bにおける第1露出導体部と第2露出導体部との間の最短距離とのうち、短い方である。本実施形態の点灯装置100では、導体826と第1露出導体部との間の最短距離L10は、調光信号入力端子490の一方のリード4901の周りの導体(はんだ)と導体826との間の空間距離である(図1A参照)。また、本実施形態の点灯装置100では、第1露出導体部と第2露出導体部との間の最短距離L20は、調光信号入力端子490の一方のリード4901の周りの導体(はんだ)と、調光信号入力端子490の最も近くに配置されている第3回路部品813のリードとの間の空間距離である。
なお、本実施形態では、フォトカプラ90の出力側のリード902と集積回路410とを電気的に接続する第2導体822(図1B参照)は、絶縁性樹脂(ソルダーレジスト)に覆われており、第1露出導体部と第2露出導体部との間の最短距離には寄与しない。また、本実施形態の点灯装置100では、導体826と第1露出導体部(調光信号入力端子490のリード4901)との間の最短距離L10が、フォトカプラ90のリード901とリード902との間の距離(図1B参照)よりも短くなっている。
点灯装置100では、例えば、調光信号入力回路49に、第1露出導体部と第2露出導体部との間の空間距離で絶縁できないような、大きな電圧が印加される場合がある。例えば、調光信号入力端子490に信号線を結線する作業を行う際に、作業者が帯電している(静電気を帯びている)と、この静電気に起因してサージ電圧が発生し、作業者の指等から点灯装置100(調光信号入力端子490)にサージ電流が流れる可能性がある。本実施形態の点灯装置100では、このような場合であっても、静電気に起因するサージ電圧は、第1露出導体部(リード4901)と、第1露出導体部からの距離が第2露出導体部よりも近い導体826との間で発生することになる。したがって、制御回路41には静電気によるサージ電流が流れにくくなっており、サージ電流によって不具合の起こりやすい制御回路41(集積回路410)の保護性能の向上を図ることが可能となる。すなわち、本実施形態の導体826は、回路部品へのサージ電流の流れ込みを抑制するサージ吸収部として機能する。
次に、本実施形態の照明器具1について、図4〜図7を参照して説明する。以下では、特に断りの無い限り、照明器具1の上下、左右、前後の方向を、図4に図示されている上下、左右、前後の矢印を用いて規定して説明する。
本実施形態の照明器具1は、いわゆる高天井用の照明器具である。
本実施形態の照明器具1は、例えば図4に示すように、上記の点灯装置100を含む電源ユニット3と、電源ユニット3により点灯される光源ユニット(光源)2と、電源ユニット3及び光源ユニット2を保持する器具本体6と、アーム5と、を備えている。
光源ユニット2は、LEDモジュール20と、ユニットカバー21と、放熱部材22と、を有している(図4及び図6参照)。LEDモジュール20は、矩形の基板200の下面に複数個のLED(Light Emitting Diode)が実装されて構成されている。これら複数個のLEDは、例えば、照明用白色LEDであることが好ましい。
放熱部材22は、ベース板220と、複数の放熱板221とで構成される。なお、ベース板220及び複数の放熱板221は、アルミ又はアミル合金の板材で形成されることが好ましい。ベース板220は、矩形の板状に形成されている。ベース板220の下面に、LEDモジュール20が取り付けられている。LEDモジュール20の基板200は、複数個のLEDが実装されている実装面(下面)を下に向けてベース板220にねじ止めされている(図6参照)。複数の放熱板221は、ベース板220の上面に、前後方向及び左右方向に並べて取り付けられている(図4参照)。すなわち、複数個のLEDが発する熱は、ベース板220から複数の放熱板221に伝導され、複数の放熱板221から大気中に放熱される。
ユニットカバー21は、透光性を有する合成樹脂(ポリカーボネート樹脂又はアクリル樹脂等)により、扁平な矩形の箱状に形成される。ユニットカバー21は、LEDモジュール20を覆い隠すようにベース板220の下面に取り付けられる(図6参照)。
器具本体6は、図4及び図5に示すように、取付板60と、一対の側板61と、一対の連結板62とを有している。取付板60は、亜鉛鋼板等の金属板によって矩形に形成されている。一対の側板61はそれぞれ、前後方向から見て台形状に形成されている(図4〜図6参照)。ただし、各側板61には、2つの通気孔610が設けられている。各側板61は、厚み方向に貫通する2つの通気孔610の間に、アーム支持部611が設けられている。一対の連結板62はそれぞれ、前後方向に長尺であり、前後方向から見た形状がL字形に形成されている(図6参照)。なお、一対の側板61と一対の連結板62とは、いずれも亜鉛鋼板等の金属板で形成されることが好ましい。一対の連結板62によって、一対の側板61の長い方の底辺(下辺)の長手方向の両端がそれぞれ連結されている。また、一対の側板61の短い方の底辺(上辺)の上に、取付板60が固定されている。器具本体6は、取付板60、一対の側板61並びに一対の連結板62により、下面及び左右両面が開放された四角錐台形状に形成されている。光源ユニット2は、器具本体6の内部に収納され、一対の側板61のそれぞれの下辺から突出する支持片612、並びに一対の連結板62のそれぞれの下側の片620の上に、ベース板220を載せるようにして器具本体6に支持される(図4〜図6参照)。ここで、光源ユニット2のユニットカバー21は、器具本体6の下面の開口63を通して器具本体6の下面から下向きに突出する(図5参照)。
アーム5は、亜鉛鋼板等の金属板によって、幅の細いU字形状に形成されている(図4参照)。アーム5の長手方向の両端部の各々に一対のボルト挿通孔が貫通している。上側のボルト挿通孔は円形に形成され、下側のボルト挿通孔50は円弧状の長円形に形成されている(図5参照)。アーム5は、上側のボルト挿通孔に挿通される第1ボルト51により、第1ボルト51を回転軸として、器具本体6の各側板61が有するアーム支持部611に回転可能に支持される。ただし、アーム5の回転範囲は、下側のボルト挿通孔50に挿通される第2ボルト52がボルト挿通孔50内を移動可能な範囲に限定されている。
電源ユニット3は、図6及び図7に示すように、ケース30、カバー31、点灯装置100、第1端子台33、第2端子台34等を備えている。
点灯装置100の出力コネクタ(出力端子12)には、出力ケーブルが電気的に接続されている。この出力ケーブルは、器具本体6の取付板60を上下方向に貫通している挿通孔600(図6及び図7参照)を通してケース30の外に引き出され、光源ユニット2のLEDモジュール20と電気的に接続される。点灯装置100の一対の出力端子12から出力される直流電力は、出力ケーブルを介してLEDモジュール20に供給される。なお、取付板60の挿通孔600には、出力ケーブルを保持するブッシング322が嵌め込まれている(図6参照)。
ケース30は、亜鉛鋼板などの金属板で形成されている。ケース30は、四辺形状(長方形状)の天板300と、天板300の4つの辺から下向きに突出する4つの側板(天板300の右側の短辺、左側の短辺、前側の長辺、後側の長辺からそれぞれ突出する、第1〜第4の側板301〜304)とを有している。ケース30の4つの側板301〜304は、天板300の4つの辺と繋がった矩形の板材が下向きにほぼ直角に曲げ起こされることで天板300と一体に形成されている。天板300の下面に点灯装置100が取り付けられている(図6参照)。
2つの端子台(第1端子台33及び第2端子台34)は、第1の側板301に取り付けられている。第1の側板301の前後方向のほぼ中央に、2つの挿通孔305が上下方向に並べて設けられている(図7参照)。
第1端子台33は、電源線用の端子台であり、第1の側板301の外表面において、挿通孔305の前方に配置されている。ただし、第1端子台33は、外部の電源線用の複数(6個)の第1差込口330を前方に向け、点灯装置100の入力コネクタ110(入力端子11)と結線される電線用の複数(6個)の第2差込口331を後方に向けるように配置される(図6及び図7参照)。
第2端子台34は、信号線用の端子台であり、第1の側板301の外表面において、挿通孔305の後方に配置されている。ただし、第2端子台34は、外部装置からの信号線用の複数(4個)の第1差込口340を後方に向け、点灯装置100の調光信号入力端子490と結線される電線用の複数(4個)の第2差込口341を前方に向けるように配置される(図6及び図8参照)。上側の挿通孔305には、入力コネクタ110から延びて第1端子台33の第2差込口331に差し込まれる電線が、挿通される。また、下側の挿通孔305には、調光信号入力端子490から延びて第2端子台34の第2差込口341に差し込まれる電線が、挿通される。
ケース30は、取付板60に取り付けられる。詳しくは、第2の側板302の下端縁の前端及び後端に設けられている差込片3020を取付板60のブリッジ602の下に差し込む。そして、第1の側板301の下端縁に設けられた第1固定片3010及び第2の側板302の下端縁に設けられている第2固定片3021を、取付板60のねじ孔603、604にそれぞれねじ止めする。これにより、ケース30が取付板60に固定される(図4、図6及び図7参照)。
カバー31は、亜鉛鋼板などの金属板により、底壁311がケース30の第1の側板301とほぼ同寸法の矩形状である箱形に形成されている(図6参照)。底壁311の下辺における長手方向の中央から、矩形板状の固定部314が右向きに突出している。また、固定部314の中央に、円形のねじ挿通孔3140が貫通している。このねじ挿通孔3140には、固定ねじ36のねじ部361が上から下に向かって挿通される。そして、固定ねじ36は、固定部314の下面側において、ねじ部361にワッシャ37が嵌め合わされてねじ挿通孔3140から抜け止めされる(図7参照)。
カバー31の前後の側壁312、313の上端部には、上下方向を長手方向とする長円形の長孔からなる軸孔3120、3130がそれぞれ貫通している(図7参照)。そして、軸孔3120、3130に挿通された取付ねじ35が、ケース30の第3の側板303、第4の側板304の右上隅に設けられているねじ孔にそれぞれねじ込まれる。取付ねじ35は、頭部とねじ部との間に、ねじ山のない円筒部を有しており、この円筒部の長さはカバー31を形成する金属板の板厚よりも長い。これにより、カバー31は、2本の取付ねじ35(の円筒部)を回転軸として回転可能にケース30に取り付けられる。また、2つの軸孔3120、3130が長円形の長孔であるので、カバー31は、2つの軸孔3120、3130の長手方向に沿ってケース30に対してスライド可能である。
上述のようにケース30に取り付けられるカバー31は、固定部314が器具本体6(の取付板60)に接触して第1端子台33及び第2端子台34を覆う位置(閉位置;図4参照)と、第1端子台33及び第2端子台34を露出させる位置(開位置)との間で回転可能である。また、カバー31は、閉位置において、取付板60に設けられている雌ねじ部601(図7参照)に固定ねじ36のねじ部361をはめ込ませることによって器具本体6にねじ止め(固定)される(図4参照)。
第1端子台33の第1差込口330及び第2端子台34の第1差込口340に対する外部の電線(電源線及び信号線)の結線作業は、例えば、照明器具1(器具本体6)を建物の所望の位置に取り付けた後に行われる。照明器具1は、例えば、体育館の天井の梁などにアーム5が固定されることで、体育館の天井に設置される。
ここにおいて、作業者が第2端子台34の第1差込口340に信号線を結線する作業を行う際に、作業者が帯電している(静電気を帯びている)と、作業者の指等から、第2端子台34を介して点灯装置100に静電気によるサージ電流が流れる可能性がある。静電気により生じる電圧は、例えば10kV程度に達することもあるため、例えばこの電流が制御回路41の集積回路410を流れると、集積回路410が不具合を起こす可能性がある。
これに対し、本実施形態の点灯装置100及び照明器具1では、調光信号入力回路49(第1露出導体部)と制御回路41(第2露出導体部)との間に、導体826が形成されている。このため、調光信号入力端子490に流れ込んだサージ電流は、第2露出導体部へ流れるよりも導体826へと流れやすくなっている。これにより、サージ電流が制御回路41の集積回路410等へ流れにくくなり、集積回路410等の搭載部品の保護性能の向上を図ることが可能となる。
以下に、本実施形態の変形例のいくつかを列挙する。上記の実施形態及び以下の変形例は、適宜組み合わせて実施可能である。
上記の実施形態では、導体826は第3導体823と電気的に接続されているが、一変形例において、導体826は入力側導体824又は出力側導体825と電気的に接続されていてもよい。一変形例において、第3導体823(或いは、入力側導体824又は出力側導体825)は、第1導体821と第2導体822との間に位置するように、プリント回路板800に形成されていてもよい。
一変形例において、プリント回路板800の第2面80Bにも、調光信号入力回路49と制御回路41との間に、導体からなるサージ吸収部を形成してもよい。
照明器具1は、高天井用の照明器具に限定されず、任意の照明器具であってもよい。一変形例において、照明器具1は、道路灯又は街路灯等の照明器具、壁面又は天井等に直付け又は埋込される照明器具、又は天井吊下げ型の照明器具等であってもよい。
以上説明した実施形態から明らかなように、第1の態様の点灯装置(100)は、一対の入力端子(11)と、電力変換回路(400)と、一対の出力端子(12)と、調光信号入力回路(49)と、制御回路(41)と、プリント回路板(800)と、を備える。一対の入力端子(11)は、外部電源(AC)から入力電力を受け取るよう構成される。電力変換回路(400)は、入力電力を所望の直流電力に変換するよう構成される。一対の出力端子(12)は、直流電力を光源(光源ユニット2)に供給するよう構成される。調光信号入力回路(49)は、調光レベルを指示する調光信号を外部装置から受け取るよう構成される。制御回路(41)は、調光信号で指示される調光レベルに従って電力変換回路(400)を制御して直流電力を調光レベルに応じた値に調整するよう構成される。プリント回路板(800)には、一対の入力端子(11)、電力変換回路(400)、一対の出力端子(12)、調光信号入力回路(49)、及び制御回路(41)が形成されている。点灯装置(100)は、プリント回路板(800)において調光信号入力回路(49)と制御回路(41)との間に形成された、導体(826)からなるサージ吸収部を備える。
この構成によれば、作業者の指等から調光信号入力回路(49)にサージ電流が流れ込んだとしても、このサージ電流は制御回路(41)よりもサージ吸収部へと流れ込みやすい。これにより、サージ電流が調光信号入力回路(49)から制御回路(41)へと流れ込むのを抑制することができ、静電気に対する搭載部品の保護性能の向上を図ることが可能となる。
第2の態様の点灯装置(100)では、第1の態様において、調光信号入力回路(49)は、複数の第1回路部品(811)と、第1導体(821)と、から構成される。複数の第1回路部品(811)は、外部装置が電気的に接続される調光信号入力端子(490)を含む。第1導体(821)は、プリント回路板(800)に形成されて複数の第1回路部品(811)同士を電気的に接続する。また、調光信号入力回路(49)は、第1露出導体部を有している。第1露出導体部は、複数の第1回路部品(811)のうちの金属部分及び第1導体(821)のうちで、外気に露出する部分である。制御回路(41)は、複数の第2回路部品(812)と、第2導体(822)と、から構成される。第2導体(822)は、プリント回路板(800)に形成されて複数の第2回路部品(812)同士を電気的に接続する。また、制御回路(41)は、第2露出導体部を有している。第2露出導体部は、複数の第2回路部品(812)のうちの金属部分及び第2導体(822)のうちで外気に露出する部分である。電力変換回路(400)は、複数の第3回路部品(813)と、第3導体(823)と、から構成される。第3導体(823)は、プリント回路板(800)に形成されて複数の第3回路部品(813)同士を電気的に接続する。また、電力変換回路(400)は、第3露出導体部を有している。第3露出導体部は、複数の第3回路部品(813)のうちの金属部分及び第3導体(823)のうちで外気に露出する部分である。電力変換回路(400)は、プリント回路板(800)に形成されている入力側導体(824)を介して一対の入力端子(11)に電気的に接続されている。電力変換回路(400)は、プリント回路板(800)に形成されている出力側導体(825)を介して一対の出力端子(12)に電気的に接続されている。第1露出導体部と第2露出導体部とが、プリント回路板(800)上において隣り合って配置されている。サージ吸収部(導体826)が、プリント回路板(800)上において第1露出導体部と第2露出導体部との間に形成されている。
この構成によれば、作業者の指等から調光信号入力端子(490)を介して第1露出導体部(第1導体821)にサージ電流が流れ込んだとしても、このサージ電流は第2露出導体部(第2導体822等)よりもサージ吸収部へと流れ込みやすい。これにより、サージ電流が第1露出導体部から第2露出導体部へと流れ込むのを抑制することができ、静電気に対する搭載部品の保護性能の向上を図ることが可能となる。
第3の態様の点灯装置(100)では、第2の態様において、第1露出導体部とサージ吸収部(導体826)との間の最短距離(L10)が、第1露出導体部と第2露出導体部との間の最短距離(L20)よりも短い。
この構成によれば、サージ電流が第1露出導体部から第2露出導体部へ流れ込むのを更に抑制することが可能となる。
第4の態様の点灯装置(100)では、第2又は第3の態様において、サージ吸収部(導体826)は、入力側導体(824)、第3導体(823)、及び出力側導体(825)のうちの少なくとも何れか一つと電気的に接続されている。
この構成によれば、サージ電流を、制御回路(41)の集積回路よりも耐電圧の高い回路部品で構成されている電力変換回路(400)へと流すことができ、制御回路(41)の保護性能の向上を図ることが可能となる。
第5の態様の点灯装置(100)は、第1〜第4の何れかの態様において、調光信号入力回路(49)から制御回路(41)へ調光信号を伝送するフォトカプラ(90)を備える。調光信号入力回路(49)は、フォトカプラ(90)の発光素子(91)を含む。制御回路(41)は、フォトカプラ(90)の受光素子(92)を含む。
この構成によれば、調光信号入力回路(49)と制御回路(41)とを電気的に絶縁することが可能となり、制御回路(41)の保護性能の向上を図ることが可能となる。
第6の態様の照明器具(1)は、第1〜第5の何れかの態様の点灯装置(100)と、点灯装置(100)の一対の出力端子(12)間に電気的に接続されて点灯装置(100)により点灯される光源(光源ユニット2)と、を備える。
この構成によれば、作業者の指等から調光信号入力回路(49)にサージ電流が流れ込んだとしても、このサージ電流は制御回路(41)よりもサージ吸収部へと流れ込みやすい。これにより、サージ電流が調光信号入力回路(49)から制御回路(41)へと流れ込むのを抑制することができ、静電気に対する搭載部品の保護性能の向上を図ることが可能となる。
1 照明器具
2 光源ユニット(光源)
11 入力端子
12 出力端子
400 電力変換回路
41 制御回路
49 調光信号入力回路
490 調光信号入力端子
90 フォトカプラ
91 発光素子
92 受光素子
800 プリント回路板
811 第1回路部品
812 第2回路部品
813 第3回路部品
821 第1導体
822 第2導体
823 第3導体
824 入力側導体
825 出力側導体
826 導体(サージ吸収部)
100 点灯装置
AC 外部電源
L10 最短距離
L20 最短距離

Claims (6)

  1. 外部電源から入力電力を受け取るよう構成される一対の入力端子と、
    前記入力電力を所望の直流電力に変換するよう構成される電力変換回路と、
    前記直流電力を光源に供給するよう構成される一対の出力端子と、
    調光レベルを指示する調光信号を外部装置から受け取るよう構成される調光信号入力回路と、
    前記調光信号で指示される前記調光レベルに従って前記電力変換回路を制御して前記直流電力を前記調光レベルに応じた値に調整するよう構成される制御回路と、
    前記一対の入力端子、前記電力変換回路、前記一対の出力端子、前記調光信号入力回路、及び前記制御回路を形成したプリント回路板と、
    を備え、
    前記プリント回路板上において前記調光信号入力回路と前記制御回路との間に形成された、導体からなるサージ吸収部を備える
    ことを特徴とする点灯装置。
  2. 前記調光信号入力回路は、前記外部装置が電気的に接続される調光信号入力端子を含む複数の第1回路部品と、前記プリント回路板に形成されて前記複数の第1回路部品同士を電気的に接続する第1導体と、から構成されており、前記複数の第1回路部品のうちの金属部分及び前記第1導体のうちで外気に露出する部分である第1露出導体部を有しており、
    前記制御回路は、複数の第2回路部品と、前記プリント回路板に形成されて前記複数の第2回路部品同士を電気的に接続する第2導体と、から構成されており、前記複数の第2回路部品のうちの金属部分及び前記第2導体のうちで外気に露出する部分である第2露出導体部を有しており、
    前記電力変換回路は、複数の第3回路部品と、前記プリント回路板に形成されて前記複数の第3回路部品同士を電気的に接続する第3導体と、から構成されており、前記複数の第3回路部品のうちの金属部分及び前記第3導体のうちで外気に露出する部分である第3露出導体部を有しており、
    前記電力変換回路は、前記プリント回路板に形成されている入力側導体を介して前記一対の入力端子に電気的に接続され、前記プリント回路板に形成されている出力側導体を介して前記一対の出力端子に電気的に接続されており、
    前記第1露出導体部と前記第2露出導体部とが、前記プリント回路板上において隣り合って配置されており、
    前記サージ吸収部が、前記プリント回路板上において前記第1露出導体部と前記第2露出導体部との間に形成されている
    ことを特徴とする請求項1記載の点灯装置。
  3. 前記第1露出導体部と前記サージ吸収部との間の最短距離が、前記第1露出導体部と前記第2露出導体部との間の最短距離よりも短い
    ことを特徴とする請求項2記載の点灯装置。
  4. 前記サージ吸収部は、前記入力側導体、前記第3導体、及び前記出力側導体のうちの少なくとも何れか一つと電気的に接続されている
    ことを特徴とする請求項2または3記載の点灯装置。
  5. 前記調光信号入力回路から前記制御回路へ前記調光信号を伝送するフォトカプラを備え、
    前記調光信号入力回路は、前記フォトカプラの発光素子を含み、
    前記制御回路は、前記フォトカプラの受光素子を含む
    ことを特徴とする請求項1〜4の何れか一項記載の点灯装置。
  6. 請求項1〜5の何れか一項記載の点灯装置と、
    前記点灯装置の前記一対の出力端子間に電気的に接続されて前記点灯装置により点灯される光源と、
    を備える
    ことを特徴とする照明器具。
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