JP4114863B2 - 放電灯用電子点灯装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、高出力の紫外線放射放電灯などを点灯するのに適した電子点灯装置、特に作業員一人で持ち運びが可能なようにブロック化した放電灯用電子点灯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、放電灯点灯装置としては、種々の構成のものが知られているが、高出力の放電灯を点灯する場合は、下記特許文献1に開示されているように、３相交流入力電力を整流する第1の整流回路、その直流電力を高周波交流電力に変換するインバータ回路、その高周波交流電力を直流に変換する第２の整流回路などからなるＤＣ−ＤＣコンバータ回路のような電力調整回路、紫外線照射ランプのような高圧放電灯の電極の片べりを防ぐために、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ部からの直流電圧を所定の周波数の交流電圧に変換する極性変換回路、及び電力調整回路に制御信号を与えると共に、極性変換回路を所定の周波数で駆動する駆動信号を与える制御回路などからなる。また、電力調整部としては整流回路で整流された直流電圧をチョッパ回路によって昇圧し、平滑する回路構成のものもある。
【０００３】
いずれの回路構成にせよ、これまでの紫外線（ＵＶ）ランプのような高出力放電灯用の電子点灯装置は電力調整回路、極性変換回路及び制御回路など全てが一体化された構造になっており、また、入力電力の給電線は点灯装置の背面に設けられた受電端子台に２００Ｖクラスの給電線を直接ネジ止めで固定されていた。
【０００４】
近年、紫外線を照射して樹脂、塗料、インキなどを硬化させる処理、あるいは紫外線による殺菌・消毒などのために高出力のＵＶランプが用いられており、かかる高出力のＵＶランプ用の電子点灯装置であっても、前述のように一体構造になっている。例えば、５ｋＷ程度のＵＶランプの電子点灯装置では２０ｋｇ程度以下の質量であり、一人で持ち運びできる重さであるが、１８ｋＷのＵＶランプの電子点灯装置は１００ｋｇ程度の質量があり、複数の作業員で交換作業を行っているのが現状である。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２３７６８９号（５頁、６頁、図３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような高出力の放電灯電子点灯装置では、前述のように一体的な構造であることもあり、保守上、高圧ランプの電力容量、機種などの変更時、在庫上の問題点など多くの問題点がある。これら問題点について下記に逐次述べる。
【０００７】
先ず、保守上の問題点としては、高出力のランプ用電子点灯装置は質量が大きく、重いためにその交換工事に複数の作業員が必要であった。例えば、前述のような１００ｋｇ程度の質量の１８ｋＷＵＶランプ用電子点灯装置の交換には３−４人の作業員が必要であった。高出力ランプの設置場所での点灯装置の分割や組み立ては不可能に近く、部分的な故障であっても、複数の作業員で電子点灯装置を取り外して製造元に持ち帰り、修理や調整を行い、再び複数の作業員で取り付けなければならなかった。この際、２００Ｖクラスの給電線を取り外し、取り付ける必要があるため、所定の資格を有する者が作業を行わなければならなかった。したがって、人件費が非常にかかると同時に、輸送を含む交換作業に多大な時間を要するという欠点があった。
【０００８】
次に、ＵＶランプなどの仕様変更時の問題点としては、ＵＶ処理などの都合から使用する高出力ランプの電力容量、機種など変更する必要が生じた場合、既設の電子点灯装置で点灯可能な範囲内のランプに変更する場合は問題ないが、それ以外のランプに変更する場合には、電子点灯装置全体を交換しなければならず、後述するような在庫確保という大きな問題がある。また、高出力ランプ用電子点灯装置全体の交換は、費用面の負担、保守作業のための人件費などの負担が大きく、代替品の在庫状況によってはＵＶ処理などを含む生産ラインが長期間にわたって停止するという不都合などがあった。このように、従来装置にあっては高出力ランプの変更に対する柔軟性に欠けるために、コストが大幅に高くならざるを得なかった。
【０００９】
さらに、実際上、在庫の面で大きな問題がある。従来の高出力ランプ用電子点灯装置は、前述のように一体構造になっており、どの機種がいつ必要になるのか予測が難しいために、例えば電力容量が３ｋＷから３０ｋＷクラスまで８種類、１０機種の全てをある程度の数量で常に在庫しておく必要があり、在庫に要する費用が莫大なものになることもあった。特に、各機種とも製作期間が３ヶ月程度要するので、製作期間よりも短い納期で製品を出荷するためには、前述のように多種類、多機種の完成品を在庫しておくことは必須要件となり、このことが製品のコストを更にアップさせる一因ともなっていた。
【００１０】
本発明は、従来の高出力放電灯用電子点灯装置における上記問題点を解消するためになされたもので、作業員一人でも交換作業を短時間で行うことができ、高出力ランプの仕様変更に対しても柔軟に対応でき、在庫量を減少させることが可能な高出力ランプ用の電子点灯装置を提供することを主な目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段及び作用】
本願請求項１記載の発明は、交流電源からの交流電圧を直流電圧に変換すると共に調整する電力調整回路と、上記電力調整回路からの直流電圧を所定の周波数の交流電圧に変換する極性切換回路と、上記電力調整回路を制御すると共に、上記極性切換回路を駆動する制御回路とを備えた放電灯用電子点灯装置において、上記電力調整回路が、複数のパワーユニットを有し、上記パワーユニットは、３相交流電圧を直流電圧に変換する第１の整流器と、この第１の整流器からの直流電圧を１５ｋＨｚ以上の高周波交流電圧に変換するインバータ回路と、上記高周波交流電圧を整流して直流電圧に変換する第２の整流器とを具備し、上記パワーユニットを放電灯用電子点灯装置の筐体に挿入すると、上記パワーユニットが上記筐体内のシャーシ面の滑動部材を滑って移動し、上記筐体に固定されているコネクタと、上記パワーユニットのコネクタとが接続されるように、上記パワーユニットが上記筐体に着脱自在であり、上記極性切換回路を具備する出力ユニットが設けられ、上記出力ユニットを放電灯用電子点灯装置の筐体に挿入すると、上記出力ユニットが上記筐体内のシャーシ面の滑動部材を滑って移動し、上記筐体に固定されているコネクタと、上記出力ユニットのコネクタとが接続されるように、上記出力ユニットが上記筐体に着脱自在であり、上記パワーユニットと上記出力ユニットとの間に間隔を有し、上記パワーユニットと上記出力ユニットとが互いにほぼ平行に配置されていることを特徴とする放電灯用電子点灯装置である。
【００１２】
このように構成した放電灯用電子点灯装置においては、パワーユニットや出力ユニットが一人の作業員で持ち運びできる重さからなっているので、作業員一人で前記ユニットを保守交換でき、また、出力ユニットについては、使用する高出力ランプの定格電圧範囲に応じて共通化し、数種類の品種に統合することによって出力ユニットの在庫を少なくできる。パワーユニットについても同様に、使用する高出力ランプの定格電力、定格電圧、定格電流に応じて効率的な２種類程度の機種に統合すれば、やはり大幅にその在庫量を少なくすることができる。そして、適当なパワーユニットと出力ユニットとを組み合わせることにより、所望の定格電力、定格電圧、定格電流の放電灯用電子点灯装置を得ることができる。
【００１３】
また本願請求項２では、前記パワーユニットの入力側が第１の電力用コネクタを介して前記交流電源に接続され、前記パワーユニットの出力側は第２の電力用コネクタと第３の電力用コネクタとを介して前記出力ユニットの入力側に接続され、前記出力ユニットの出力側は第４の電力用コネクタを介してこの装置の出力端子に接続されることを特徴とする放電灯用電子点灯装置を提供するものである。
【００１４】
このように構成した放電灯用電子点灯装置においては、ユニットの着脱が容易であり、その着脱時にユニットの電気的接続、切り離しを同時に行うことができ、従来のように配線をネジ止め、その取り外しを行う必要がない電子点灯装置を提供することができる。
【００１５】
また、本願請求項３では、請求項１又は請求項２において、前記電力調整回路が複数の前記パワーユニットから構成される場合、これらパワーユニットの入力側はそれぞれの前記第１の電力用コネクタを介して互いに並列に接続され、出力側は前記第２の電力用コネクタを介して互いに直列に接続される放電灯用電子点灯装置を提供するものである。
【００１６】
このように構成した高出力放電灯用電子点灯装置においては、複数のパワーユニットの入力側は並列接続し、それら出力側は直列接続しているので、請求項１で得られる効果の他に、各パワーユニットの出力ピン間の距離を短くでき、しかも高電圧で高出力の電子点灯装置を提供することができる。
【００１７】
本願請求項４では、請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、制御回路は出力ユニット内に包含され、パワーユニットは信号用コネクタを介して出力ユニットに接続される放電灯用電子点灯装置を提供するものである。
【００１８】
このように構成した放電灯用電子点灯装置においては、制御回路が出力ユニット内にまとめられているので、各パワーユニットが制御回路を備えなくても良く、コスト面での効果が大きいばかりでなく、パワーユニットを小型化できる。
【００１９】
本願請求項５では、請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、前記制御回路は制御ユニットとして前記パワーユニットと出力ユニットとは別体で構成され、前記パワーユニットと出力ユニットは信号用コネクタを介して前記制御ユニットに接続される放電灯用電子点灯装置を提供するものである。
【００２０】
このように構成した放電灯用電子点灯装置においては、制御回路がパワーユニットと出力ユニットとは別体で構成されているので、請求項４で得られる効果の他にノイズに強い制御回路とすることができ、また制御方式の変更などの場合にも制御ユニットのみを交換すればよいので、コスト面での効果も大きい。
【００２１】
本願請求項６では、請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、前記制御回路が前記電力調整回路を制御する制御部と、前記極性変換回路を駆動する駆動部とから構成され、前記制御部は制御ユニットとして前記パワーユニットと出力ユニットとは別体で構成され、前記パワーユニットは信号用コネクタを介して前記制御ユニットに接続され、前記駆動部は前記出力ユニットに包含される放電灯用電子点灯装置を提供するものである。
【００２２】
このように構成した放電灯用電子点灯装置においては、極性変換回路を駆動する駆動部は極性変換回路と一体的に構成され、制御回路の制御部が各ユニットと別体で構成されているので、請求項５で得られる効果の他に制御回路と出力ユニット間の信号用コネクタを省略することができる。
【００２３】
本願請求項７記載の発明は、請求項１ないし請求項６のいずれかにおいて、前記パワーユニットと前記出力ユニットは、３０ｋｇ以下の質量である高出力放電灯用電子点灯装置を提供するものである。
【００２４】
このように構成した放電灯用電子点灯装置においては、各ユニットが３０ｋｇ以下の質量であるので、故障などが生じても作業員一人で故障したユニットを正常なユニットに交換することができ、また故障したユニットだけを製造元に持ち返ることができる。
【００２５】
本願請求項８では、請求項１ないし請求項７のいずれかにおいて、前記パワーユニットと前記出力ユニットは直方体形状であって、前記パワーユニットと前記出力ユニットは長手方向に沿って互いにほぼ並行となるようにシャーシ部材の上に搭載されている放電灯用電子点灯装置を提供するものである。
【００２６】
このように構成した高出力放電灯用電子点灯装置においては、ユニットの実装密度を高めることができると同時に、ユニット間の電気的な干渉が小さいので、ノイズなどによる誤動作を少なくできる。
【００２７】
本願請求項９では、請求項１ないし請求項８のいずれかにおいて、前記パワーユニットと前記出力ユニットはシャーシ部材の上に搭載されており、前記パワーユニットと前記出力ユニットは直方体形状であって、それらの長手方向の一方の端面には一本以上のガイド棒が備えられる共に、前記電力用コネクタの一方の電力用コネクタ部を備え、 前記ガイド棒は、前記シャーシ部材の上に固定されて前記電力用コネクタの他方の電力用コネクタ部を支持する支承部材に設けられているガイド孔を挿通し、前記一方の電力用コネクタ部は前記支承部材に支持された前記他方の電力用コネクタ部と接続される放電灯用電子点灯装置を提供するものである。
【００２８】
このように構成した放電灯用電子点灯装置においては、ユニットの一方の端面から突出するガイド棒とコネクタピンを備えているので、支承部材側にそれらを備えたものよりもユニットを小型軽量にすることができ、しかもユニットの着脱、接続と切り離しを容易かつ確実に行うことができる。
【００２９】
本願請求項１０では、請求項１ないし請求項９のいずれかにおいて、前記パワーユニットと前記出力ユニットの底板には所定の厚みを有する合成樹脂製の滑動部材が一つ以上長手方向に沿って固定されており、前記パワーユニットと前記出力ユニットが搭載されたシャーシ部材の上に、前記滑動部材よりも背丈の低いレールが固定されており、前記ユニットの着脱時には、前記滑動部材が前記シャーシ面を前記レールに沿って滑動する放電灯用電子点灯装置を提供するものである。
このように構成した放電灯用電子点灯装置においては、ユニットの底面に、シャーシに対して滑り易い合成樹脂製板部材を取付けてあるので、シャーシに対するユニットの正確な着脱が容易になり、シャーシを傷つけたり、ユニットの底板が傷付くことも無い。
【００３０】
また本願請求項１１では、請求項１ないし請求項１０のいずれかにおいて、前記電力調整回路は、回路定数を選択することにより定電流特性を呈する回路構成を有する放電灯用電子点灯装置を提供するものである。
【００３１】
このように構成した放電灯用電子点灯装置においては、定電流特性を呈する回路構成を有し、かつパワーユニットの出力側が直列接続されているので、どのパワーユニットを流れる電流も等しくなり、特別な負荷均等制御手段Ｐｓを備えなくても各パワーユニットの出力電力をほぼ均等にすることができる。
【００３２】
本願請求項１２では、請求項１ないし請求項１１のいずれかにおいて、前記出力ユニットの前記制御回路は、出力電圧と出力電流とを検出し、これらを演算してランプ電力を求め、ランプ電力が定電力となるようにパルス幅制御信号を信号用コネクタを通して前記パワーユニットからなる前記電力調整回路に供給する放電灯用電子点灯装置を提供するものである。
【００３３】
このように構成した放電灯用電子点灯装置においては、電力調整回路が出力ユニットの出力側で電流と電圧を検出して演算するだけで、ランプ電力が定電力となるように各パワーユニットを制御することができ、検出及び制御の簡素化を図れる。
【００３４】
【本発明による実施の形態】
次に実施例について説明する。図１は、本発明の一実施例に係る高出力の放電灯用電子点灯装置１００の回路構成を示すブロック図である。図１において、３相交流入力電源Ｐｓは、ｕ相、ｖ相、ｗ相の各入力線と中性線Ｎを有する。３相交流入力電源Ｐｓには電力調整回路Ｐｇが接続される。この実施例では、電力調整回路Ｐｇは３台の同一構成のＤＣ−ＤＣコンバータｎ１、ｎ２、ｎ３で構成している。ＤＣ−ＤＣコンバータｎ１は３相交流電圧を直流電圧に変換する第１の整流器Ｒｅ１、その整流器からの直流電圧を１５ｋＨｚ以上の高周波交流電圧に変換するインバータ回路Ｉｎｖ１、及びその高周波交流電圧を整流して直流電圧に変換する第２の整流器Ｒｅ２からなる。同様に、ＤＣ−ＤＣコンバータｎ２は第１の整流器Ｒｅ３、インバータ回路Ｉｎｖ２、及び第２の整流器Ｒｅ４からなり、ＤＣ−ＤＣコンバータｎ３は第１の整流器Ｒｅ５、インバータ回路Ｉｎｖ３、及び第２の整流器Ｒｅ６からなる。
【００３５】
各ＤＣ−ＤＣコンバータｎ１、ｎ２、ｎ３は、後で詳述するそれぞれの第１の電力用コネクタｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４を通して３相交流入力電源Ｐｓのｕ相、ｖ相、ｗ相の各入力線と中性線Ｎとに接続されるようになっている。図１では、図面が複雑になるのを避けるために、各ＤＣ−ＤＣコンバータｎ１、ｎ２、ｎ３がそれぞれの電力用コネクタｃ４を通して３相交流入力電源の中性線Ｎに接続されるのを図示していない。そして、各ＤＣ−ＤＣコンバータｎ１、ｎ２、ｎ３は、後で詳述するそれぞれの第２の電力用コネクタｃ５、ｃ６を通して出力側に接続される。ＤＣ−ＤＣコンバータｎ１の一方の出力端子は電力用コネクタｃ５を通して一方の電力線Ｌ１に接続され、ＤＣ−ＤＣコンバータｎ１の他方の出力端子とＤＣ−ＤＣコンバータｎ２の一方の出力端子は電力用コネクタｃ６と接続線ｍ１と電力用コネクタｃ５とを介して互いに直列に接続される。また、ＤＣ−ＤＣコンバータｎ２の他方の出力端子とＤＣ−ＤＣコンバータｎ３の一方の出力端子は、電力用コネクタｃ６と接続線ｍ２と電力用コネクタｃ５とを介して互いに直列に接続され、ＤＣ−ＤＣコンバータｎ３の他方の出力端子は電力用コネクタｃ６を介して他方の電力線Ｌ２に接続される。
【００３６】
電力線Ｌ１、Ｌ２は第３の電力用コネクタｃ７、ｃ８を介して通常の極性切換回路Ｓｗに接続される。つまり、極性切換回路Ｓｗは第３の電力用コネクタｃ７、ｃ８により電力線Ｌ１、Ｌ２に接続可能となる。極性切換回路Ｓｗは出力線Ｌ３、Ｌ４及び第４の電力用コネクタｃ９、ｃ１０を介してメタルハライドランプ又は高圧水銀灯のようなＵＶランプＬｐが接続される出力端子Ｔ１、Ｔ２に接続される。
【００３７】
次に、制御回路Ｃｃは制御電源を確保するために、電力用コネクタｃ１１、ｃ１２、ｃ１３及び不図示の電力用コネクタを通して３相交流入力電源Ｐｓのｕ相、ｖ相、ｗ相の各入力線と中性線Ｎに接続されるようになっている。また、制御回路Ｃｃは後述するように不図示の信号用コネクタを通して制御信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を電力調整回路Ｐｇのインバータ回路Ｉｎｖ１、Ｉｎｖ２、Ｉｎｖ３に与えことができるように構成されている。また、図１ではＤＣ−ＤＣコンバータｎ１、ｎ２、ｎ３間を接続する信号用コネクタについても図示していない。
【００３８】
制御回路Ｃｃは、出力線Ｌ３、Ｌ４間の出力電圧とそれらを流れる出力電流とを演算し、出力端子Ｔ１、Ｔ２間の電力が一定、つまりＵＶランプＬｐの入力電力が定電力となるようなパルス幅制御信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を電力調整回路Ｐｇのインバータ回路Ｉｎｖ１、Ｉｎｖ２、Ｉｎｖ３に与える。前述したように、インバータ回路Ｉｎｖ１、Ｉｎｖ２、Ｉｎｖ３の入力側は並列接続され、出力側は直列接続された構成になっているので、インバータ回路Ｉｎｖ１、Ｉｎｖ２、Ｉｎｖ３はランプのちらつきを防ぐために定電流特性を有し、これらインバータ回路の特性のばらつきはそれらの出力電圧のばらつきとして現れるだけであり、ランプの点灯上での問題は全く生じない。
【００３９】
この点についてもう少し詳しく説明する。一般に、ランプ負荷は抵抗負荷と異なり、基本的に定電圧特性を有している。したがって、電子点灯装置が定電圧特性を呈するものであると、双方とも定電圧特性を有するものであるので電子点灯装置とランプ間で電流のやり取りが生じ、ランプの電流が不安定になってチラツキが発生する。このような理由から、電子点灯装置全体として定電流特性を持つことが好ましい。この実施例では、複数のＤＣ−ＤＣコンバータの出力が直列接続であるために出力電流は共通である。個々のインバータ回路においては、個々のインバータ回路の製造上のばらつきは出力電圧の差となって現れるだけであり、電子点灯装置全体としての出力電流は定電流であるので、ランプの点灯上で全く悪影響を生じない。
【００４０】
特に本発明の好ましい実施例では、回路定数の選定により定電流特性又はこの傾向を呈する特性をもつ、例えば特公平５−７８２７３号公報に開示されたような共振型コンバータを備える。このようなインバータ回路を用いた場合には、制御信号はインバータ回路の出力が定電力になるように制御するが、回路定数の選定で定電流特性をもつ電力特性を呈するので、特別な出力均等制御手段を備えなくともインバータ回路Ｉｎｖ１、Ｉｎｖ２、Ｉｎｖ３の出力電力はほぼ均等となり、製造上のばらつきによる差が発生するだけである。
【００４１】
また、この実施例で大切なことは、ＤＣ−ＤＣコンバータｎ１−ｎ３がそれぞれ別体のパワーユニットＰＵ１、ＰＵ２、ＰＵ３で構成されると共に、極性切換回路Ｓｗと制御回路Ｃｃとで１個の出力ユニットＯＵを構成しており、これらユニットが一人の作業員で持ち運び可能な重さである３０ｋｇ以下、好ましくは２０ｋｇ以下で５ｋＷ以上の電力容量を持つように構成されていて、これらユニット間は前述の電力用コネクタで着脱自在に接続又は分離することができる点にある。
【００４２】
先ず図２ないし図４によりこの実施例におけるユニット、特にパワーユニットの構造、接続構造について説明する。図２はシャーシＳＨ上に３台のパワーユニットＰＵ１、ＰＵ２、ＰＵ３と１台の出力ユニットＯＵとを搭載してなるこの電子点灯装置の一部分を上から見た概略図である。図３（Ａ）はパワーユニットＰＵ１、出力ユニットＯＵを図２の右側から見た正面図の概略図であり、図３（Ｂ）はその部分的な拡大図の概略を示している。図４（Ａ）はパワーユニットＰＵ１などを着脱方向に対して横方向から見た部分的な図であり、図４（Ｂ）はパワーユニットＰＵ１をその背面から見た概略図である。なお、パワーユニットＰＵ２、ＰＵ３もパワーユニットＰＵ１と同様な構造であるので、説明を省略する。
【００４３】
図２ないし図４からも明らかなように、パワーユニットＰＵ１、ＰＵ２、ＰＵ３及び出力ユニットＯＵは直方体の形状をしており、シャーシＳＨ上にある間隔で長手方向にほぼ平行になるよう配置される。図２に示すように、出力ユニットＯＵの信号用コネクタ８ＡはパワーユニットＰＵ１の信号用コネクタ８Ｂに接続され、パワーユニットＰＵ１の信号用コネクタ９ＢはパワーユニットＰＵ２の一方の信号用コネクタ９Ｂに接続され、その他方の信号用コネクタ１０ＡはパワーユニットＰＵ３の信号用コネクタ１０Ｂに接続されるようになっている。したがって、出力ユニットＯＵからの制御信号などは前記信号用コネクタを通して各パワーユニットＰＵ１、ＰＵ２、ＰＵ３に与えられる。これら信号用コネクタは、各ユニットの前面に位置するので、交換時には作業者が容易にコネクタ間を切り離すことができる。
【００４４】
図３に示すように、出力ユニットＯＵ、パワーユニットＰＵ１の前面にはこれらの故障などを表示するための表示ランプ６、７が設けられていると共に、前述の信号用コネクタ８Ａ、８Ｂ、９Ａなどが備えられている。図３（Ｂ）に示すように、パワーユニットＰＵ１、出力ユニットＯＵの底板１、２の両端近傍の下面には長手方向に沿ってある幅の合成樹脂板からなる滑動部材３、４が固定されている。シャーシＳＨの上面には一定間隔でガイドレール５がネジ止めなどによって固定されている。ガイドレール５の背丈は滑動部材３、４の厚みより低くなっており、滑動部材３、４の一方の端面をガイドするようになっている。図示していないが、他方の側も同様な構成になっており、またパワーユニットＰＵ２、ＰＵ３についてもパワーユニットＰＵ１と同様な構造になっている。滑動部材３、４の合成樹脂板はシャーシＳＨ面を滑り易く、したがって、パワーユニットＰＵ１、ＰＵ２、ＰＵ３及び出力ユニットＯＵは比較的小さな外力で図２の左右方向に動くので、これらユニットの手前への引き出し、あるいは奥への押し込みを容易に行うことができる。
【００４５】
図４に示すように、パワーユニットＰＵ１の裏面には２本のガイド棒１１と１２、図１の３相交流電源Ｐｓの各相の電力線と中性線に接続される４本の入力ピン１３を有するプラグイン型の電力用コネクタ部１４、中間の電力線Ｌ１、Ｌ２に接続される２本の出力ピン１５を有するプラグイン型の電力用コネクタ部１６、及びこのユニット内の冷却を行うためのファンＦなどが備えられている。ガイド棒１１と１２は、パワーユニットＰＵ１の裏面に固定された合成樹脂製の支承部材１７から水平方向に延びており、支承部材１７の上面には電力用コネクタ部１４と電力用コネクタ部１６とが僅かな間隔をおいて固定されている。４本の入力ピン１３と２本の出力ピン１５も水平方向に延び、ガイド棒１１と１２はこれらピンよりも長く、かつ機械的強度の面から径の大きな丸棒が用いられている。
【００４６】
また、シャーシＳＨ上には、ガイド棒１１と１２を受け入れる二つのガイド孔１８ａを有する支承部材１８が直接又は不図示の他の部材を介して固定される。支承部材１８の上面には、電力用コネクタ部１４と電力用コネクタを構成するレセプタクル側の電力用コネクタ部１９、電力用コネクタ部１６と電力用コネクタを構成するレセプタクル側の電力用コネクタ部（不図示）が固定されている。なお、パワーユニットＰＵ１の電力用コネクタ部１４と電力用コネクタ部１９とからなる電力用コネクタは、図１の電力用コネクタｃ１ないしｃ４を一体化したものを示し、また電力用コネクタ部１６とレセプタクル側の電力用コネクタ部（不図示）とからなる電力用コネクタは、図１の電力用コネクタｃ５、ｃ６を一体化したものを示す。パワーユニットＰＵ２とＰＵ３についての接続構造も同様であるので、説明を省略する。
【００４７】
図４において、パワーユニットＰＵ１を左側から右側に押すと、図３（Ｂ）で説明した滑動部材３、４がシャーシＳＨ面を滑って右方向に動くことにより、先ずガイド棒１１と１２が支承部材１８のガイド孔１８ａに入って案内され、次に入力ピン１３、出力ピンが安定な状態でそれぞれの電力用コネクタ部の図示しない接点に接続される。また、パワーユニットＰＵ２とＰＵ３については図示していないが、パワーユニットＰＵ１と同様な構成であり、それらのレセプタクル側の構造も同じである。さらに、これらのパワーユニットの詳細な接続構造関係については、出力ユニットＯＵの接続構造関係に係る次の説明でより一層明らかになる。
【００４８】
図５ないし図７により、出力ユニットＯＵの接続構造関係について説明する。図５（Ａ）は出力ユニットＯＵなどを着脱方向に対して横方向から見た部分的な図であり、図５（Ｂ）は出力ユニットＯＵを着脱方向の奥側にあたる背面から見た概略図である。図６は、出力ユニットＯＵの電力用コネクタ及びその関連部分の構造を説明するためのもので、出力ユニットＯＵの背面の図である。図７は、出力ユニットＯＵの電力用コネクタのピンや後述するガイド棒が挿し込まれるレセプタクル側の構造を説明するための図である。
【００４９】
出力ユニットＯＵの背面には支承部材２０がビス止めなどによって固定され、その上面には図1で説明した、制御回路Ｃｃの制御電源電圧を確保するために３相入力電源Ｐｓに接続される４本の３相入力ピン２１を有するプラグイン型の電力用コネクタ部２２、及び電力線Ｌ１、Ｌ２に接続される２本の入力ピン２３を有するプラグイン型の電力用コネクタ部２４が固定される。そして、支承部材２０には水平方向に延びる２本のガイド棒２５、２６が設けられている。これらの接続構造は前述のパワーユニットと同様であるが、異なるのはそれらの上側に、別に出力電力線Ｌ３、Ｌ４に接続される２本の出力ピン２７を有するプラグイン型の電力用コネクタ部２８、これを支承する支承部材２９、これから水平方向に延びる２本のガイド棒３０、３１を備えると共に、図７で詳述する支承部材４０と電力用コネクタ部４１を備える点である。ここで、パワーユニットＰＵ１〜ＰＵ３の出力が直列になっており、出力電圧が入力側よりも高いので、２本の入力ピン２３と２本の出力ピン２７は電気絶縁性を確保する観点から３相入力ピン２１同士の間隔よりも広くなっている。ガイド棒２５、２６、３０、３１はピン２１、２３、２７よりも長く、通常はピンよりも径の大きな太い丸棒である。支承部材２０、２９は通常、合成樹脂材料のような電気絶縁材料からなるが、各電力用コネクタとの間の電気的絶縁が確保されれば、金属材料からなっても良い。
【００５０】
図７に示すようにシャーシＳＨの着脱方向の奥側面には、別の支承部材３２がビス止めにより固定されており、その上面にプラグイン型の電力用コネクタ部２２、２４のピンに接続される接点（不図示）を有するレセプタクル側の電力用コネクタ部３３、３４が固定される。また支承部材３２は、ガイド棒２５、２６をそれぞれ受け入れて案内するガイド孔３５、３６を有する。電力用コネクタ部３３、３４は、それぞれ電力用コネクタ部２２の３相入力ピン２１、電力用コネクタ部２４の２本の入力ピン２３を受け入れて不図示の接点に接続する四つの接続部３７と、二つの接続部３８を有する。
【００５１】
更に、支承部材３２の奥のシャーシＳＨ上面には取付け部材３９が取り付けられ、その壁面に支承部材４０がビス止めなどで固定される。その支承部材の上面にはプラグイン型の電力用コネクタ部２８に対応するレセプタクル側の電力用コネクタ部４１が固定される。支承部材４０にはガイド棒３０、３１を受け入れてそれぞれ案内するガイド孔４２、４３を有する。電力用コネクタ部４１は、電力用コネクタ部２８の出力ピン２７を受け入れて不図示の接点と接続する二つの接続部４４を有する。なお、電力用コネクタ部４１で代表的に示すが、ネジ部材４５は各電力用コネクタに接続される不図示の電線をネジ止めするためのものである。そして、不図示の電線は各電力用コネクタをコネクタ外で図１に示したように接続している。
【００５２】
この実施例によれば、例えば、出力ユニットＯＵを保守する場合、出力ユニットＯＵは３０ｋｇ以下、好ましくは２０ｋｇ以下の質量になるように構成されているので、一人の作業員で出力ユニットＯＵをシャーシＳＨ上にセットし、図７に示す矢印方向に押し込むことにより、先ずガイド棒２５と２６が支承部材３２のガイド孔３５、３６に挿入されると同時に、ガイド棒３０と３１が支承部材４０のガイド孔４２、４３に挿入され、案内される。したがって、その後に、各プラグイン型の電力用コネクタ部のピンはレセプタクル側の電力用コネクタ部と安定した状態で電力部の接続部を形成し、所望の電気的接続が行われる。各パワーユニットも同様である。なお、ユニットを引き抜くときは、前述した信号用コネクタを作業員が切り離した後に、ユニットを手前に引けば、すべての電力用コネクタは引き抜かれる。ここでパワーユニット１台当りの電力容量は、６ｋＷないし１０ｋＷ程度である。
【００５３】
次に、ガイド棒に関連する構造の別の例について説明する。ユニットの在庫量をできるだけ少なくするために、使用するランプの定格電圧範囲に応じて、出力ユニットＯＵを、例えば７００Ｖ以下用（３５０〜７００Ｖ）、１４００Ｖ以下用（７００〜１４００Ｖ）、２１００Ｖ以下用（１４００〜２１００Ｖ）の３種類程度の品種に統合し、またパワーユニットＰＵを使用する高出力ランプの定格電力、定格電圧、定格電流に応じて、例えば５００Ｖ大電流、７００Ｖ中電流の２種類程度に統合するものとする。
【００５４】
このような場合、図７に示すようなシャーシＳＨ及びこれに固定された支承部材やレセプタクル側の電力用コネクタ部などを共通で使用し、ユニットだけを交換したい。しかし、ユニットを交換するとき品種の異なるユニットを取り違える可能性がある。したがって、このような可能性を回避するために、前述のようにパワーユニットは、例えば５００Ｖ大電流、７００Ｖ中電流の２品種であるので、ガイド棒とガイド棒との間の間隔を別々にし、支承部材に設けるガイド孔を３個として、１個のガイド孔を共通にし、他の２個のガイド孔をそれぞれのガイド棒間の間隔に等しい位置にガイド孔を設ける。具体的に説明すると、図８に示すように、５００Ｖ大電流の共通の位置にあるガイド棒４６と鎖線で示すガイド棒４７との間を狭く、７００Ｖ中電流の共通の位置にあるガイド棒４６とガイド棒４８との間を広くする。
【００５５】
そして、支承部材４９は共通の位置にあるガイド棒４６、他のガイド棒４７、４８を挿通させるガイド孔５０、５１、５２を有する。ガイド棒４６を挿通するガイド孔５０を除き、ガイド孔５１、５２にはそれぞれ直交するストッパ孔５３、５４が設けられている。ここでは７００Ｖ中電流のパワーユニットの交換であるとすると、使用しない側のガイド孔５１のストッパ孔５３にはストッパ部材５５が挿し込まれ、ガイド棒が挿通できないようになっている。また、出力ユニットは３品種に分けられているとすると、支承部材は共通の位置にあるガイド棒を挿通させるガイド孔の他に、３品種の出力ユニットの他方のガイド棒を挿通させる三つのガイド孔を有し、使用しないガイド孔にはストッパ部材が挿し込まれる。この構造によれば、ユニットの品種を間違えたときには一方のガイド棒がストッパ部材によりガイド孔を挿通できないので、ユニットを間違えたまま交換を行うことはない。
【００５６】
以上述べた実施例では、交流電源を３相交流電源として説明したが、単相でももちろんよい。この場合には、各パワーユニットの入力側の電力用コネクタのピンは２本でよい。また、制御回路の制御電源を作るための入力側の電力用コネクタのピンも２本で良い。さらに、電力調整回路をＤＣ−ＤＣコンバータとして説明したが、整流器と直流電圧を他の直流電圧に変換する通常の構成のチョッパ回路とから構成されるものであってもよい。また、パワーユニットを３台に分けたが、電子点灯装置全体で質量が３０ｋｇを超え、パワーユニットと出力ユニットが双方とも３０ｋｇ以下ならば、それぞれを１台に分割して構成してもよい。使用するランプの定格電流容量が更に大きな場合には、パワーユニットの台数を増やすと共に、出力ユニットを２台以上にしてももちろんよい。この場合には、パワーユニットの入力側は並列接続で、出力側は直列接続であるが、各出力ユニットは入力、出力側とも互いに並列接続される。
【００５７】
また、以上述べた実施例では制御回路を極性切換回路と一緒に出力ユニットの中に包含させたが、極性切換回路とその関連回路で出力ユニットを構成し、これとは別に制御回路を制御ユニット又は制御モジュールとして構成しても良い。この場合には、制御ユニットと出力ユニットとの間、制御ユニットとパワーユニットとの間は信号用コネクタを介して制御信号などの信号の伝達又は授受が行われる。
【００５８】
制御ユニットは電力調整部を制御する制御信号を発生する制御部と、極性切換回路を駆動する駆動部とに分け、前記制御部を前述のような制御ユニット又は制御モジュールにまとめ、前記駆動部は出力ユニット内に包含させても良い。このような制御ユニット又は制御モジュールはパワーユニット、出力ユニットに比べて大幅に小型で軽量になるので、それらの上に配置することもできる。
【００５９】
更にまた、信号用コネクタは必ずしも各ユニットの着脱方向手前である前面に設ける必要がなく、各ユニットの背面に設けてももちろんよい。この場合には、前記電力用コネクタの接続又は切り離しと同様に、信号用コネクタは各ユニットを押し込むときに接続され、引き出す時に切り離される。またこの場合には、各パワーユニットはそれぞれの信号用コネクタで直接出力ユニットに接続されるように、信号用コネクタ間が配線されていても良い。なお、前記実施例において、プラグ側の電力用コネクタ部とレセプタクル側の電力用コネクタ部とを入れ替えてももちろんよい。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、放電灯用電子点灯装置を、パワーユニットと出力ユニットとに分割し、それぞれをユニット化したので、各ユニットを、一人の作業員が持ち運びすることができる。したがって、作業員一人で、放電灯用電子点灯装置を保守交換することができるという効果を奏する。
また、本発明によれば、出力ユニットについて、使用する高出力ランプの定格電圧範囲に応じて共通化し、数種類の品種に統合することができ、このようにすれば、出力ユニットの在庫を少なくすることができるという効果を奏する。
さらに、本発明によれば、パワーユニットについて、使用する高出力ランプの定格電力、定格電圧、定格電流に応じて効率的な２種類程度の機種に統合することができ、このようにすれば、大幅にその在庫量を少なくすることができるという効果を奏する。
そして、本発明によれば、適当なパワーユニットと出力ユニットとを組み合わせることによって、所望の定格電力、定格電圧、定格電流の放電灯用電子点灯装置を得ることができるという効果を奏する。
【００６１】
また、修理が必要なユニットだけを修理工場に持ち帰れば良くなったので、トラック便などをチャーターする必要がなくなり、宅配便のような低価格の輸送手段が利用できるので、修理品の輸送コストを従来の１／５以下に下げることができた。
【００６２】
ユニットの着脱に伴う種々の電気的接続、遮断を電力用コネクタで行っており、作業者が電力配線に触れることなく保守作業ができるので、特別な資格を有する者でなくても安全に作業を行うことができ、経済性を大幅に向上させることが可能である。
【００６３】
また、各ユニットに故障を表示する表示ランプを備えれば、故障したユニットを素早く的確に把握できるので、従来の１／４程度の作業時間で交換可能になり、この大幅な時間短縮は、例えば保守に伴う半導体製造ラインや印刷ラインの停止時間を短縮できる。
【００６４】
ユニット単位で在庫することは、必要なユニットを常時在庫することが容易になるため、必要なときに交換することが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る放電灯用電子点灯装置１００の一実施例を示す回路構成のブロック構成図である。
【図２】 本発明に係る放電灯用電子点灯装置１００の一実施例の構造例を説明するためのブロック構成図である。
【図３】 本発明に係る放電灯用電子点灯装置１００のパワーユニットの構造例を説明するための図である。
【図４】 本発明に係る放電灯用電子点灯装置１００のパワーユニットの構造例を説明するための図である。
【図５】 本発明に係る放電灯用電子点灯装置１００の出力ユニットの構造例を説明するための図である。
【図６】 本発明に係る放電灯用電子点灯装置１００の出力ユニットの接続構造の実施例を説明するための図である。
【図７】 本発明に係る放電灯用電子点灯装置１００の出力ユニットの接続構造の実施例を説明するための図である。
【図８】 本発明に係る放電灯用電子点灯装置１００に用いられるガイド棒のストッパ構造の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
Ｐｓ・・・交流電源
Ｐｇ・・・電力調整回路
-ＰＵ１〜ＰＵ３・・・パワーユニット
ＯＵ・・・出力ユニット
Ｓｗ・・・極性切換回路
Ｃｃ・・・制御回路
Ｌｐ・・・高出の力ランプ
ｃ１〜ｃ１３・・・電力用コネクタ
Ｒｅ１〜Ｒｅ６・・・整流器
Ｉｎｖ１〜Ｉｎｖ３・・・インバータ回路
ＳＨ・・・シャーシ
１・・・パワーユニットＰＵ１の底板
２・・・出力ユニットＯＵの底板
３、４・・・滑動部材
５・・・ガイドレール
６、７・・・表示ランプ
８Ａ、８Ｂ、９Ａ、９Ｂ、１０Ａ、１０Ｂ・・・信号用コネクタ
１１、１２・・・ガイド棒
１３・・・３相入力ピン
１４、１６・・・電力用コネクタ
１５・・・出力ピン
Ｆ・・・冷却用のファン
１７、１８・・・支承部材
１８ａ・・・ガイド孔
１９・・・電力用コネクタ
２０・・・支承部材
２１・・・３相入力ピン
２２、２４・・・電力用コネクタ
２３・・・入力ピン
２５、２６・・・ガイド棒
２７・・・出力ピン
２８・・・電力用コネクタ
２９・・・支承部材
３０、３１・・・ガイド棒
３２・・・支承部材
３３、３４・・・電力用コネクタ
３５、３６・・・ガイド孔
３７、３８・・・接続部
３９・・・取り付け部材
４０・・・支承部材
４１・・・電力用コネクタ
４２、４３・・・ガイド孔
４４・・・接続部
４５・・・ネジ部材
４６、４７、４８・・・ガイド棒
４９・・・支承部材
５０、５１、５２・・・ガイド孔
５３、５４・・・ストッパ孔
５５・・・ストッパ部材
【産業上の利用分野】
この発明は、高出力の紫外線放射放電灯などを点灯するのに適した電子点灯装置、特に作業員一人で持ち運びが可能なようにブロック化した放電灯用電子点灯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、放電灯点灯装置としては、種々の構成のものが知られているが、高出力の放電灯を点灯する場合は、下記特許文献1に開示されているように、３相交流入力電力を整流する第1の整流回路、その直流電力を高周波交流電力に変換するインバータ回路、その高周波交流電力を直流に変換する第２の整流回路などからなるＤＣ−ＤＣコンバータ回路のような電力調整回路、紫外線照射ランプのような高圧放電灯の電極の片べりを防ぐために、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ部からの直流電圧を所定の周波数の交流電圧に変換する極性変換回路、及び電力調整回路に制御信号を与えると共に、極性変換回路を所定の周波数で駆動する駆動信号を与える制御回路などからなる。また、電力調整部としては整流回路で整流された直流電圧をチョッパ回路によって昇圧し、平滑する回路構成のものもある。
【０００３】
いずれの回路構成にせよ、これまでの紫外線（ＵＶ）ランプのような高出力放電灯用の電子点灯装置は電力調整回路、極性変換回路及び制御回路など全てが一体化された構造になっており、また、入力電力の給電線は点灯装置の背面に設けられた受電端子台に２００Ｖクラスの給電線を直接ネジ止めで固定されていた。
【０００４】
近年、紫外線を照射して樹脂、塗料、インキなどを硬化させる処理、あるいは紫外線による殺菌・消毒などのために高出力のＵＶランプが用いられており、かかる高出力のＵＶランプ用の電子点灯装置であっても、前述のように一体構造になっている。例えば、５ｋＷ程度のＵＶランプの電子点灯装置では２０ｋｇ程度以下の質量であり、一人で持ち運びできる重さであるが、１８ｋＷのＵＶランプの電子点灯装置は１００ｋｇ程度の質量があり、複数の作業員で交換作業を行っているのが現状である。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２３７６８９号（５頁、６頁、図３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような高出力の放電灯電子点灯装置では、前述のように一体的な構造であることもあり、保守上、高圧ランプの電力容量、機種などの変更時、在庫上の問題点など多くの問題点がある。これら問題点について下記に逐次述べる。
【０００７】
先ず、保守上の問題点としては、高出力のランプ用電子点灯装置は質量が大きく、重いためにその交換工事に複数の作業員が必要であった。例えば、前述のような１００ｋｇ程度の質量の１８ｋＷＵＶランプ用電子点灯装置の交換には３−４人の作業員が必要であった。高出力ランプの設置場所での点灯装置の分割や組み立ては不可能に近く、部分的な故障であっても、複数の作業員で電子点灯装置を取り外して製造元に持ち帰り、修理や調整を行い、再び複数の作業員で取り付けなければならなかった。この際、２００Ｖクラスの給電線を取り外し、取り付ける必要があるため、所定の資格を有する者が作業を行わなければならなかった。したがって、人件費が非常にかかると同時に、輸送を含む交換作業に多大な時間を要するという欠点があった。
【０００８】
次に、ＵＶランプなどの仕様変更時の問題点としては、ＵＶ処理などの都合から使用する高出力ランプの電力容量、機種など変更する必要が生じた場合、既設の電子点灯装置で点灯可能な範囲内のランプに変更する場合は問題ないが、それ以外のランプに変更する場合には、電子点灯装置全体を交換しなければならず、後述するような在庫確保という大きな問題がある。また、高出力ランプ用電子点灯装置全体の交換は、費用面の負担、保守作業のための人件費などの負担が大きく、代替品の在庫状況によってはＵＶ処理などを含む生産ラインが長期間にわたって停止するという不都合などがあった。このように、従来装置にあっては高出力ランプの変更に対する柔軟性に欠けるために、コストが大幅に高くならざるを得なかった。
【０００９】
さらに、実際上、在庫の面で大きな問題がある。従来の高出力ランプ用電子点灯装置は、前述のように一体構造になっており、どの機種がいつ必要になるのか予測が難しいために、例えば電力容量が３ｋＷから３０ｋＷクラスまで８種類、１０機種の全てをある程度の数量で常に在庫しておく必要があり、在庫に要する費用が莫大なものになることもあった。特に、各機種とも製作期間が３ヶ月程度要するので、製作期間よりも短い納期で製品を出荷するためには、前述のように多種類、多機種の完成品を在庫しておくことは必須要件となり、このことが製品のコストを更にアップさせる一因ともなっていた。
【００１０】
本発明は、従来の高出力放電灯用電子点灯装置における上記問題点を解消するためになされたもので、作業員一人でも交換作業を短時間で行うことができ、高出力ランプの仕様変更に対しても柔軟に対応でき、在庫量を減少させることが可能な高出力ランプ用の電子点灯装置を提供することを主な目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段及び作用】
本願請求項１記載の発明は、交流電源からの交流電圧を直流電圧に変換すると共に調整する電力調整回路と、上記電力調整回路からの直流電圧を所定の周波数の交流電圧に変換する極性切換回路と、上記電力調整回路を制御すると共に、上記極性切換回路を駆動する制御回路とを備えた放電灯用電子点灯装置において、上記電力調整回路が、複数のパワーユニットを有し、上記パワーユニットは、３相交流電圧を直流電圧に変換する第１の整流器と、この第１の整流器からの直流電圧を１５ｋＨｚ以上の高周波交流電圧に変換するインバータ回路と、上記高周波交流電圧を整流して直流電圧に変換する第２の整流器とを具備し、上記パワーユニットを放電灯用電子点灯装置の筐体に挿入すると、上記パワーユニットが上記筐体内のシャーシ面の滑動部材を滑って移動し、上記筐体に固定されているコネクタと、上記パワーユニットのコネクタとが接続されるように、上記パワーユニットが上記筐体に着脱自在であり、上記極性切換回路を具備する出力ユニットが設けられ、上記出力ユニットを放電灯用電子点灯装置の筐体に挿入すると、上記出力ユニットが上記筐体内のシャーシ面の滑動部材を滑って移動し、上記筐体に固定されているコネクタと、上記出力ユニットのコネクタとが接続されるように、上記出力ユニットが上記筐体に着脱自在であり、上記パワーユニットと上記出力ユニットとの間に間隔を有し、上記パワーユニットと上記出力ユニットとが互いにほぼ平行に配置されていることを特徴とする放電灯用電子点灯装置である。
【００１２】
このように構成した放電灯用電子点灯装置においては、パワーユニットや出力ユニットが一人の作業員で持ち運びできる重さからなっているので、作業員一人で前記ユニットを保守交換でき、また、出力ユニットについては、使用する高出力ランプの定格電圧範囲に応じて共通化し、数種類の品種に統合することによって出力ユニットの在庫を少なくできる。パワーユニットについても同様に、使用する高出力ランプの定格電力、定格電圧、定格電流に応じて効率的な２種類程度の機種に統合すれば、やはり大幅にその在庫量を少なくすることができる。そして、適当なパワーユニットと出力ユニットとを組み合わせることにより、所望の定格電力、定格電圧、定格電流の放電灯用電子点灯装置を得ることができる。
【００１３】
また本願請求項２では、前記パワーユニットの入力側が第１の電力用コネクタを介して前記交流電源に接続され、前記パワーユニットの出力側は第２の電力用コネクタと第３の電力用コネクタとを介して前記出力ユニットの入力側に接続され、前記出力ユニットの出力側は第４の電力用コネクタを介してこの装置の出力端子に接続されることを特徴とする放電灯用電子点灯装置を提供するものである。
【００１４】
このように構成した放電灯用電子点灯装置においては、ユニットの着脱が容易であり、その着脱時にユニットの電気的接続、切り離しを同時に行うことができ、従来のように配線をネジ止め、その取り外しを行う必要がない電子点灯装置を提供することができる。
【００１５】
また、本願請求項３では、請求項１又は請求項２において、前記電力調整回路が複数の前記パワーユニットから構成される場合、これらパワーユニットの入力側はそれぞれの前記第１の電力用コネクタを介して互いに並列に接続され、出力側は前記第２の電力用コネクタを介して互いに直列に接続される放電灯用電子点灯装置を提供するものである。
【００１６】
このように構成した高出力放電灯用電子点灯装置においては、複数のパワーユニットの入力側は並列接続し、それら出力側は直列接続しているので、請求項１で得られる効果の他に、各パワーユニットの出力ピン間の距離を短くでき、しかも高電圧で高出力の電子点灯装置を提供することができる。
【００１７】
本願請求項４では、請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、制御回路は出力ユニット内に包含され、パワーユニットは信号用コネクタを介して出力ユニットに接続される放電灯用電子点灯装置を提供するものである。
【００１８】
このように構成した放電灯用電子点灯装置においては、制御回路が出力ユニット内にまとめられているので、各パワーユニットが制御回路を備えなくても良く、コスト面での効果が大きいばかりでなく、パワーユニットを小型化できる。
【００１９】
本願請求項５では、請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、前記制御回路は制御ユニットとして前記パワーユニットと出力ユニットとは別体で構成され、前記パワーユニットと出力ユニットは信号用コネクタを介して前記制御ユニットに接続される放電灯用電子点灯装置を提供するものである。
【００２０】
このように構成した放電灯用電子点灯装置においては、制御回路がパワーユニットと出力ユニットとは別体で構成されているので、請求項４で得られる効果の他にノイズに強い制御回路とすることができ、また制御方式の変更などの場合にも制御ユニットのみを交換すればよいので、コスト面での効果も大きい。
【００２１】
本願請求項６では、請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、前記制御回路が前記電力調整回路を制御する制御部と、前記極性変換回路を駆動する駆動部とから構成され、前記制御部は制御ユニットとして前記パワーユニットと出力ユニットとは別体で構成され、前記パワーユニットは信号用コネクタを介して前記制御ユニットに接続され、前記駆動部は前記出力ユニットに包含される放電灯用電子点灯装置を提供するものである。
【００２２】
このように構成した放電灯用電子点灯装置においては、極性変換回路を駆動する駆動部は極性変換回路と一体的に構成され、制御回路の制御部が各ユニットと別体で構成されているので、請求項５で得られる効果の他に制御回路と出力ユニット間の信号用コネクタを省略することができる。
【００２３】
本願請求項７記載の発明は、請求項１ないし請求項６のいずれかにおいて、前記パワーユニットと前記出力ユニットは、３０ｋｇ以下の質量である高出力放電灯用電子点灯装置を提供するものである。
【００２４】
このように構成した放電灯用電子点灯装置においては、各ユニットが３０ｋｇ以下の質量であるので、故障などが生じても作業員一人で故障したユニットを正常なユニットに交換することができ、また故障したユニットだけを製造元に持ち返ることができる。
【００２５】
本願請求項８では、請求項１ないし請求項７のいずれかにおいて、前記パワーユニットと前記出力ユニットは直方体形状であって、前記パワーユニットと前記出力ユニットは長手方向に沿って互いにほぼ並行となるようにシャーシ部材の上に搭載されている放電灯用電子点灯装置を提供するものである。
【００２６】
このように構成した高出力放電灯用電子点灯装置においては、ユニットの実装密度を高めることができると同時に、ユニット間の電気的な干渉が小さいので、ノイズなどによる誤動作を少なくできる。
【００２７】
本願請求項９では、請求項１ないし請求項８のいずれかにおいて、前記パワーユニットと前記出力ユニットはシャーシ部材の上に搭載されており、前記パワーユニットと前記出力ユニットは直方体形状であって、それらの長手方向の一方の端面には一本以上のガイド棒が備えられる共に、前記電力用コネクタの一方の電力用コネクタ部を備え、 前記ガイド棒は、前記シャーシ部材の上に固定されて前記電力用コネクタの他方の電力用コネクタ部を支持する支承部材に設けられているガイド孔を挿通し、前記一方の電力用コネクタ部は前記支承部材に支持された前記他方の電力用コネクタ部と接続される放電灯用電子点灯装置を提供するものである。
【００２８】
このように構成した放電灯用電子点灯装置においては、ユニットの一方の端面から突出するガイド棒とコネクタピンを備えているので、支承部材側にそれらを備えたものよりもユニットを小型軽量にすることができ、しかもユニットの着脱、接続と切り離しを容易かつ確実に行うことができる。
【００２９】
本願請求項１０では、請求項１ないし請求項９のいずれかにおいて、前記パワーユニットと前記出力ユニットの底板には所定の厚みを有する合成樹脂製の滑動部材が一つ以上長手方向に沿って固定されており、前記パワーユニットと前記出力ユニットが搭載されたシャーシ部材の上に、前記滑動部材よりも背丈の低いレールが固定されており、前記ユニットの着脱時には、前記滑動部材が前記シャーシ面を前記レールに沿って滑動する放電灯用電子点灯装置を提供するものである。
このように構成した放電灯用電子点灯装置においては、ユニットの底面に、シャーシに対して滑り易い合成樹脂製板部材を取付けてあるので、シャーシに対するユニットの正確な着脱が容易になり、シャーシを傷つけたり、ユニットの底板が傷付くことも無い。
【００３０】
また本願請求項１１では、請求項１ないし請求項１０のいずれかにおいて、前記電力調整回路は、回路定数を選択することにより定電流特性を呈する回路構成を有する放電灯用電子点灯装置を提供するものである。
【００３１】
このように構成した放電灯用電子点灯装置においては、定電流特性を呈する回路構成を有し、かつパワーユニットの出力側が直列接続されているので、どのパワーユニットを流れる電流も等しくなり、特別な負荷均等制御手段Ｐｓを備えなくても各パワーユニットの出力電力をほぼ均等にすることができる。
【００３２】
本願請求項１２では、請求項１ないし請求項１１のいずれかにおいて、前記出力ユニットの前記制御回路は、出力電圧と出力電流とを検出し、これらを演算してランプ電力を求め、ランプ電力が定電力となるようにパルス幅制御信号を信号用コネクタを通して前記パワーユニットからなる前記電力調整回路に供給する放電灯用電子点灯装置を提供するものである。
【００３３】
このように構成した放電灯用電子点灯装置においては、電力調整回路が出力ユニットの出力側で電流と電圧を検出して演算するだけで、ランプ電力が定電力となるように各パワーユニットを制御することができ、検出及び制御の簡素化を図れる。
【００３４】
【本発明による実施の形態】
次に実施例について説明する。図１は、本発明の一実施例に係る高出力の放電灯用電子点灯装置１００の回路構成を示すブロック図である。図１において、３相交流入力電源Ｐｓは、ｕ相、ｖ相、ｗ相の各入力線と中性線Ｎを有する。３相交流入力電源Ｐｓには電力調整回路Ｐｇが接続される。この実施例では、電力調整回路Ｐｇは３台の同一構成のＤＣ−ＤＣコンバータｎ１、ｎ２、ｎ３で構成している。ＤＣ−ＤＣコンバータｎ１は３相交流電圧を直流電圧に変換する第１の整流器Ｒｅ１、その整流器からの直流電圧を１５ｋＨｚ以上の高周波交流電圧に変換するインバータ回路Ｉｎｖ１、及びその高周波交流電圧を整流して直流電圧に変換する第２の整流器Ｒｅ２からなる。同様に、ＤＣ−ＤＣコンバータｎ２は第１の整流器Ｒｅ３、インバータ回路Ｉｎｖ２、及び第２の整流器Ｒｅ４からなり、ＤＣ−ＤＣコンバータｎ３は第１の整流器Ｒｅ５、インバータ回路Ｉｎｖ３、及び第２の整流器Ｒｅ６からなる。
【００３５】
各ＤＣ−ＤＣコンバータｎ１、ｎ２、ｎ３は、後で詳述するそれぞれの第１の電力用コネクタｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４を通して３相交流入力電源Ｐｓのｕ相、ｖ相、ｗ相の各入力線と中性線Ｎとに接続されるようになっている。図１では、図面が複雑になるのを避けるために、各ＤＣ−ＤＣコンバータｎ１、ｎ２、ｎ３がそれぞれの電力用コネクタｃ４を通して３相交流入力電源の中性線Ｎに接続されるのを図示していない。そして、各ＤＣ−ＤＣコンバータｎ１、ｎ２、ｎ３は、後で詳述するそれぞれの第２の電力用コネクタｃ５、ｃ６を通して出力側に接続される。ＤＣ−ＤＣコンバータｎ１の一方の出力端子は電力用コネクタｃ５を通して一方の電力線Ｌ１に接続され、ＤＣ−ＤＣコンバータｎ１の他方の出力端子とＤＣ−ＤＣコンバータｎ２の一方の出力端子は電力用コネクタｃ６と接続線ｍ１と電力用コネクタｃ５とを介して互いに直列に接続される。また、ＤＣ−ＤＣコンバータｎ２の他方の出力端子とＤＣ−ＤＣコンバータｎ３の一方の出力端子は、電力用コネクタｃ６と接続線ｍ２と電力用コネクタｃ５とを介して互いに直列に接続され、ＤＣ−ＤＣコンバータｎ３の他方の出力端子は電力用コネクタｃ６を介して他方の電力線Ｌ２に接続される。
【００３６】
電力線Ｌ１、Ｌ２は第３の電力用コネクタｃ７、ｃ８を介して通常の極性切換回路Ｓｗに接続される。つまり、極性切換回路Ｓｗは第３の電力用コネクタｃ７、ｃ８により電力線Ｌ１、Ｌ２に接続可能となる。極性切換回路Ｓｗは出力線Ｌ３、Ｌ４及び第４の電力用コネクタｃ９、ｃ１０を介してメタルハライドランプ又は高圧水銀灯のようなＵＶランプＬｐが接続される出力端子Ｔ１、Ｔ２に接続される。
【００３７】
次に、制御回路Ｃｃは制御電源を確保するために、電力用コネクタｃ１１、ｃ１２、ｃ１３及び不図示の電力用コネクタを通して３相交流入力電源Ｐｓのｕ相、ｖ相、ｗ相の各入力線と中性線Ｎに接続されるようになっている。また、制御回路Ｃｃは後述するように不図示の信号用コネクタを通して制御信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を電力調整回路Ｐｇのインバータ回路Ｉｎｖ１、Ｉｎｖ２、Ｉｎｖ３に与えことができるように構成されている。また、図１ではＤＣ−ＤＣコンバータｎ１、ｎ２、ｎ３間を接続する信号用コネクタについても図示していない。
【００３８】
制御回路Ｃｃは、出力線Ｌ３、Ｌ４間の出力電圧とそれらを流れる出力電流とを演算し、出力端子Ｔ１、Ｔ２間の電力が一定、つまりＵＶランプＬｐの入力電力が定電力となるようなパルス幅制御信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を電力調整回路Ｐｇのインバータ回路Ｉｎｖ１、Ｉｎｖ２、Ｉｎｖ３に与える。前述したように、インバータ回路Ｉｎｖ１、Ｉｎｖ２、Ｉｎｖ３の入力側は並列接続され、出力側は直列接続された構成になっているので、インバータ回路Ｉｎｖ１、Ｉｎｖ２、Ｉｎｖ３はランプのちらつきを防ぐために定電流特性を有し、これらインバータ回路の特性のばらつきはそれらの出力電圧のばらつきとして現れるだけであり、ランプの点灯上での問題は全く生じない。
【００３９】
この点についてもう少し詳しく説明する。一般に、ランプ負荷は抵抗負荷と異なり、基本的に定電圧特性を有している。したがって、電子点灯装置が定電圧特性を呈するものであると、双方とも定電圧特性を有するものであるので電子点灯装置とランプ間で電流のやり取りが生じ、ランプの電流が不安定になってチラツキが発生する。このような理由から、電子点灯装置全体として定電流特性を持つことが好ましい。この実施例では、複数のＤＣ−ＤＣコンバータの出力が直列接続であるために出力電流は共通である。個々のインバータ回路においては、個々のインバータ回路の製造上のばらつきは出力電圧の差となって現れるだけであり、電子点灯装置全体としての出力電流は定電流であるので、ランプの点灯上で全く悪影響を生じない。
【００４０】
特に本発明の好ましい実施例では、回路定数の選定により定電流特性又はこの傾向を呈する特性をもつ、例えば特公平５−７８２７３号公報に開示されたような共振型コンバータを備える。このようなインバータ回路を用いた場合には、制御信号はインバータ回路の出力が定電力になるように制御するが、回路定数の選定で定電流特性をもつ電力特性を呈するので、特別な出力均等制御手段を備えなくともインバータ回路Ｉｎｖ１、Ｉｎｖ２、Ｉｎｖ３の出力電力はほぼ均等となり、製造上のばらつきによる差が発生するだけである。
【００４１】
また、この実施例で大切なことは、ＤＣ−ＤＣコンバータｎ１−ｎ３がそれぞれ別体のパワーユニットＰＵ１、ＰＵ２、ＰＵ３で構成されると共に、極性切換回路Ｓｗと制御回路Ｃｃとで１個の出力ユニットＯＵを構成しており、これらユニットが一人の作業員で持ち運び可能な重さである３０ｋｇ以下、好ましくは２０ｋｇ以下で５ｋＷ以上の電力容量を持つように構成されていて、これらユニット間は前述の電力用コネクタで着脱自在に接続又は分離することができる点にある。
【００４２】
先ず図２ないし図４によりこの実施例におけるユニット、特にパワーユニットの構造、接続構造について説明する。図２はシャーシＳＨ上に３台のパワーユニットＰＵ１、ＰＵ２、ＰＵ３と１台の出力ユニットＯＵとを搭載してなるこの電子点灯装置の一部分を上から見た概略図である。図３（Ａ）はパワーユニットＰＵ１、出力ユニットＯＵを図２の右側から見た正面図の概略図であり、図３（Ｂ）はその部分的な拡大図の概略を示している。図４（Ａ）はパワーユニットＰＵ１などを着脱方向に対して横方向から見た部分的な図であり、図４（Ｂ）はパワーユニットＰＵ１をその背面から見た概略図である。なお、パワーユニットＰＵ２、ＰＵ３もパワーユニットＰＵ１と同様な構造であるので、説明を省略する。
【００４３】
図２ないし図４からも明らかなように、パワーユニットＰＵ１、ＰＵ２、ＰＵ３及び出力ユニットＯＵは直方体の形状をしており、シャーシＳＨ上にある間隔で長手方向にほぼ平行になるよう配置される。図２に示すように、出力ユニットＯＵの信号用コネクタ８ＡはパワーユニットＰＵ１の信号用コネクタ８Ｂに接続され、パワーユニットＰＵ１の信号用コネクタ９ＢはパワーユニットＰＵ２の一方の信号用コネクタ９Ｂに接続され、その他方の信号用コネクタ１０ＡはパワーユニットＰＵ３の信号用コネクタ１０Ｂに接続されるようになっている。したがって、出力ユニットＯＵからの制御信号などは前記信号用コネクタを通して各パワーユニットＰＵ１、ＰＵ２、ＰＵ３に与えられる。これら信号用コネクタは、各ユニットの前面に位置するので、交換時には作業者が容易にコネクタ間を切り離すことができる。
【００４４】
図３に示すように、出力ユニットＯＵ、パワーユニットＰＵ１の前面にはこれらの故障などを表示するための表示ランプ６、７が設けられていると共に、前述の信号用コネクタ８Ａ、８Ｂ、９Ａなどが備えられている。図３（Ｂ）に示すように、パワーユニットＰＵ１、出力ユニットＯＵの底板１、２の両端近傍の下面には長手方向に沿ってある幅の合成樹脂板からなる滑動部材３、４が固定されている。シャーシＳＨの上面には一定間隔でガイドレール５がネジ止めなどによって固定されている。ガイドレール５の背丈は滑動部材３、４の厚みより低くなっており、滑動部材３、４の一方の端面をガイドするようになっている。図示していないが、他方の側も同様な構成になっており、またパワーユニットＰＵ２、ＰＵ３についてもパワーユニットＰＵ１と同様な構造になっている。滑動部材３、４の合成樹脂板はシャーシＳＨ面を滑り易く、したがって、パワーユニットＰＵ１、ＰＵ２、ＰＵ３及び出力ユニットＯＵは比較的小さな外力で図２の左右方向に動くので、これらユニットの手前への引き出し、あるいは奥への押し込みを容易に行うことができる。
【００４５】
図４に示すように、パワーユニットＰＵ１の裏面には２本のガイド棒１１と１２、図１の３相交流電源Ｐｓの各相の電力線と中性線に接続される４本の入力ピン１３を有するプラグイン型の電力用コネクタ部１４、中間の電力線Ｌ１、Ｌ２に接続される２本の出力ピン１５を有するプラグイン型の電力用コネクタ部１６、及びこのユニット内の冷却を行うためのファンＦなどが備えられている。ガイド棒１１と１２は、パワーユニットＰＵ１の裏面に固定された合成樹脂製の支承部材１７から水平方向に延びており、支承部材１７の上面には電力用コネクタ部１４と電力用コネクタ部１６とが僅かな間隔をおいて固定されている。４本の入力ピン１３と２本の出力ピン１５も水平方向に延び、ガイド棒１１と１２はこれらピンよりも長く、かつ機械的強度の面から径の大きな丸棒が用いられている。
【００４６】
また、シャーシＳＨ上には、ガイド棒１１と１２を受け入れる二つのガイド孔１８ａを有する支承部材１８が直接又は不図示の他の部材を介して固定される。支承部材１８の上面には、電力用コネクタ部１４と電力用コネクタを構成するレセプタクル側の電力用コネクタ部１９、電力用コネクタ部１６と電力用コネクタを構成するレセプタクル側の電力用コネクタ部（不図示）が固定されている。なお、パワーユニットＰＵ１の電力用コネクタ部１４と電力用コネクタ部１９とからなる電力用コネクタは、図１の電力用コネクタｃ１ないしｃ４を一体化したものを示し、また電力用コネクタ部１６とレセプタクル側の電力用コネクタ部（不図示）とからなる電力用コネクタは、図１の電力用コネクタｃ５、ｃ６を一体化したものを示す。パワーユニットＰＵ２とＰＵ３についての接続構造も同様であるので、説明を省略する。
【００４７】
図４において、パワーユニットＰＵ１を左側から右側に押すと、図３（Ｂ）で説明した滑動部材３、４がシャーシＳＨ面を滑って右方向に動くことにより、先ずガイド棒１１と１２が支承部材１８のガイド孔１８ａに入って案内され、次に入力ピン１３、出力ピンが安定な状態でそれぞれの電力用コネクタ部の図示しない接点に接続される。また、パワーユニットＰＵ２とＰＵ３については図示していないが、パワーユニットＰＵ１と同様な構成であり、それらのレセプタクル側の構造も同じである。さらに、これらのパワーユニットの詳細な接続構造関係については、出力ユニットＯＵの接続構造関係に係る次の説明でより一層明らかになる。
【００４８】
図５ないし図７により、出力ユニットＯＵの接続構造関係について説明する。図５（Ａ）は出力ユニットＯＵなどを着脱方向に対して横方向から見た部分的な図であり、図５（Ｂ）は出力ユニットＯＵを着脱方向の奥側にあたる背面から見た概略図である。図６は、出力ユニットＯＵの電力用コネクタ及びその関連部分の構造を説明するためのもので、出力ユニットＯＵの背面の図である。図７は、出力ユニットＯＵの電力用コネクタのピンや後述するガイド棒が挿し込まれるレセプタクル側の構造を説明するための図である。
【００４９】
出力ユニットＯＵの背面には支承部材２０がビス止めなどによって固定され、その上面には図1で説明した、制御回路Ｃｃの制御電源電圧を確保するために３相入力電源Ｐｓに接続される４本の３相入力ピン２１を有するプラグイン型の電力用コネクタ部２２、及び電力線Ｌ１、Ｌ２に接続される２本の入力ピン２３を有するプラグイン型の電力用コネクタ部２４が固定される。そして、支承部材２０には水平方向に延びる２本のガイド棒２５、２６が設けられている。これらの接続構造は前述のパワーユニットと同様であるが、異なるのはそれらの上側に、別に出力電力線Ｌ３、Ｌ４に接続される２本の出力ピン２７を有するプラグイン型の電力用コネクタ部２８、これを支承する支承部材２９、これから水平方向に延びる２本のガイド棒３０、３１を備えると共に、図７で詳述する支承部材４０と電力用コネクタ部４１を備える点である。ここで、パワーユニットＰＵ１〜ＰＵ３の出力が直列になっており、出力電圧が入力側よりも高いので、２本の入力ピン２３と２本の出力ピン２７は電気絶縁性を確保する観点から３相入力ピン２１同士の間隔よりも広くなっている。ガイド棒２５、２６、３０、３１はピン２１、２３、２７よりも長く、通常はピンよりも径の大きな太い丸棒である。支承部材２０、２９は通常、合成樹脂材料のような電気絶縁材料からなるが、各電力用コネクタとの間の電気的絶縁が確保されれば、金属材料からなっても良い。
【００５０】
図７に示すようにシャーシＳＨの着脱方向の奥側面には、別の支承部材３２がビス止めにより固定されており、その上面にプラグイン型の電力用コネクタ部２２、２４のピンに接続される接点（不図示）を有するレセプタクル側の電力用コネクタ部３３、３４が固定される。また支承部材３２は、ガイド棒２５、２６をそれぞれ受け入れて案内するガイド孔３５、３６を有する。電力用コネクタ部３３、３４は、それぞれ電力用コネクタ部２２の３相入力ピン２１、電力用コネクタ部２４の２本の入力ピン２３を受け入れて不図示の接点に接続する四つの接続部３７と、二つの接続部３８を有する。
【００５１】
更に、支承部材３２の奥のシャーシＳＨ上面には取付け部材３９が取り付けられ、その壁面に支承部材４０がビス止めなどで固定される。その支承部材の上面にはプラグイン型の電力用コネクタ部２８に対応するレセプタクル側の電力用コネクタ部４１が固定される。支承部材４０にはガイド棒３０、３１を受け入れてそれぞれ案内するガイド孔４２、４３を有する。電力用コネクタ部４１は、電力用コネクタ部２８の出力ピン２７を受け入れて不図示の接点と接続する二つの接続部４４を有する。なお、電力用コネクタ部４１で代表的に示すが、ネジ部材４５は各電力用コネクタに接続される不図示の電線をネジ止めするためのものである。そして、不図示の電線は各電力用コネクタをコネクタ外で図１に示したように接続している。
【００５２】
この実施例によれば、例えば、出力ユニットＯＵを保守する場合、出力ユニットＯＵは３０ｋｇ以下、好ましくは２０ｋｇ以下の質量になるように構成されているので、一人の作業員で出力ユニットＯＵをシャーシＳＨ上にセットし、図７に示す矢印方向に押し込むことにより、先ずガイド棒２５と２６が支承部材３２のガイド孔３５、３６に挿入されると同時に、ガイド棒３０と３１が支承部材４０のガイド孔４２、４３に挿入され、案内される。したがって、その後に、各プラグイン型の電力用コネクタ部のピンはレセプタクル側の電力用コネクタ部と安定した状態で電力部の接続部を形成し、所望の電気的接続が行われる。各パワーユニットも同様である。なお、ユニットを引き抜くときは、前述した信号用コネクタを作業員が切り離した後に、ユニットを手前に引けば、すべての電力用コネクタは引き抜かれる。ここでパワーユニット１台当りの電力容量は、６ｋＷないし１０ｋＷ程度である。
【００５３】
次に、ガイド棒に関連する構造の別の例について説明する。ユニットの在庫量をできるだけ少なくするために、使用するランプの定格電圧範囲に応じて、出力ユニットＯＵを、例えば７００Ｖ以下用（３５０〜７００Ｖ）、１４００Ｖ以下用（７００〜１４００Ｖ）、２１００Ｖ以下用（１４００〜２１００Ｖ）の３種類程度の品種に統合し、またパワーユニットＰＵを使用する高出力ランプの定格電力、定格電圧、定格電流に応じて、例えば５００Ｖ大電流、７００Ｖ中電流の２種類程度に統合するものとする。
【００５４】
このような場合、図７に示すようなシャーシＳＨ及びこれに固定された支承部材やレセプタクル側の電力用コネクタ部などを共通で使用し、ユニットだけを交換したい。しかし、ユニットを交換するとき品種の異なるユニットを取り違える可能性がある。したがって、このような可能性を回避するために、前述のようにパワーユニットは、例えば５００Ｖ大電流、７００Ｖ中電流の２品種であるので、ガイド棒とガイド棒との間の間隔を別々にし、支承部材に設けるガイド孔を３個として、１個のガイド孔を共通にし、他の２個のガイド孔をそれぞれのガイド棒間の間隔に等しい位置にガイド孔を設ける。具体的に説明すると、図８に示すように、５００Ｖ大電流の共通の位置にあるガイド棒４６と鎖線で示すガイド棒４７との間を狭く、７００Ｖ中電流の共通の位置にあるガイド棒４６とガイド棒４８との間を広くする。
【００５５】
そして、支承部材４９は共通の位置にあるガイド棒４６、他のガイド棒４７、４８を挿通させるガイド孔５０、５１、５２を有する。ガイド棒４６を挿通するガイド孔５０を除き、ガイド孔５１、５２にはそれぞれ直交するストッパ孔５３、５４が設けられている。ここでは７００Ｖ中電流のパワーユニットの交換であるとすると、使用しない側のガイド孔５１のストッパ孔５３にはストッパ部材５５が挿し込まれ、ガイド棒が挿通できないようになっている。また、出力ユニットは３品種に分けられているとすると、支承部材は共通の位置にあるガイド棒を挿通させるガイド孔の他に、３品種の出力ユニットの他方のガイド棒を挿通させる三つのガイド孔を有し、使用しないガイド孔にはストッパ部材が挿し込まれる。この構造によれば、ユニットの品種を間違えたときには一方のガイド棒がストッパ部材によりガイド孔を挿通できないので、ユニットを間違えたまま交換を行うことはない。
【００５６】
以上述べた実施例では、交流電源を３相交流電源として説明したが、単相でももちろんよい。この場合には、各パワーユニットの入力側の電力用コネクタのピンは２本でよい。また、制御回路の制御電源を作るための入力側の電力用コネクタのピンも２本で良い。さらに、電力調整回路をＤＣ−ＤＣコンバータとして説明したが、整流器と直流電圧を他の直流電圧に変換する通常の構成のチョッパ回路とから構成されるものであってもよい。また、パワーユニットを３台に分けたが、電子点灯装置全体で質量が３０ｋｇを超え、パワーユニットと出力ユニットが双方とも３０ｋｇ以下ならば、それぞれを１台に分割して構成してもよい。使用するランプの定格電流容量が更に大きな場合には、パワーユニットの台数を増やすと共に、出力ユニットを２台以上にしてももちろんよい。この場合には、パワーユニットの入力側は並列接続で、出力側は直列接続であるが、各出力ユニットは入力、出力側とも互いに並列接続される。
【００５７】
また、以上述べた実施例では制御回路を極性切換回路と一緒に出力ユニットの中に包含させたが、極性切換回路とその関連回路で出力ユニットを構成し、これとは別に制御回路を制御ユニット又は制御モジュールとして構成しても良い。この場合には、制御ユニットと出力ユニットとの間、制御ユニットとパワーユニットとの間は信号用コネクタを介して制御信号などの信号の伝達又は授受が行われる。
【００５８】
制御ユニットは電力調整部を制御する制御信号を発生する制御部と、極性切換回路を駆動する駆動部とに分け、前記制御部を前述のような制御ユニット又は制御モジュールにまとめ、前記駆動部は出力ユニット内に包含させても良い。このような制御ユニット又は制御モジュールはパワーユニット、出力ユニットに比べて大幅に小型で軽量になるので、それらの上に配置することもできる。
【００５９】
更にまた、信号用コネクタは必ずしも各ユニットの着脱方向手前である前面に設ける必要がなく、各ユニットの背面に設けてももちろんよい。この場合には、前記電力用コネクタの接続又は切り離しと同様に、信号用コネクタは各ユニットを押し込むときに接続され、引き出す時に切り離される。またこの場合には、各パワーユニットはそれぞれの信号用コネクタで直接出力ユニットに接続されるように、信号用コネクタ間が配線されていても良い。なお、前記実施例において、プラグ側の電力用コネクタ部とレセプタクル側の電力用コネクタ部とを入れ替えてももちろんよい。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、放電灯用電子点灯装置を、パワーユニットと出力ユニットとに分割し、それぞれをユニット化したので、各ユニットを、一人の作業員が持ち運びすることができる。したがって、作業員一人で、放電灯用電子点灯装置を保守交換することができるという効果を奏する。
また、本発明によれば、出力ユニットについて、使用する高出力ランプの定格電圧範囲に応じて共通化し、数種類の品種に統合することができ、このようにすれば、出力ユニットの在庫を少なくすることができるという効果を奏する。
さらに、本発明によれば、パワーユニットについて、使用する高出力ランプの定格電力、定格電圧、定格電流に応じて効率的な２種類程度の機種に統合することができ、このようにすれば、大幅にその在庫量を少なくすることができるという効果を奏する。
そして、本発明によれば、適当なパワーユニットと出力ユニットとを組み合わせることによって、所望の定格電力、定格電圧、定格電流の放電灯用電子点灯装置を得ることができるという効果を奏する。
【００６１】
また、修理が必要なユニットだけを修理工場に持ち帰れば良くなったので、トラック便などをチャーターする必要がなくなり、宅配便のような低価格の輸送手段が利用できるので、修理品の輸送コストを従来の１／５以下に下げることができた。
【００６２】
ユニットの着脱に伴う種々の電気的接続、遮断を電力用コネクタで行っており、作業者が電力配線に触れることなく保守作業ができるので、特別な資格を有する者でなくても安全に作業を行うことができ、経済性を大幅に向上させることが可能である。
【００６３】
また、各ユニットに故障を表示する表示ランプを備えれば、故障したユニットを素早く的確に把握できるので、従来の１／４程度の作業時間で交換可能になり、この大幅な時間短縮は、例えば保守に伴う半導体製造ラインや印刷ラインの停止時間を短縮できる。
【００６４】
ユニット単位で在庫することは、必要なユニットを常時在庫することが容易になるため、必要なときに交換することが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る放電灯用電子点灯装置１００の一実施例を示す回路構成のブロック構成図である。
【図２】 本発明に係る放電灯用電子点灯装置１００の一実施例の構造例を説明するためのブロック構成図である。
【図３】 本発明に係る放電灯用電子点灯装置１００のパワーユニットの構造例を説明するための図である。
【図４】 本発明に係る放電灯用電子点灯装置１００のパワーユニットの構造例を説明するための図である。
【図５】 本発明に係る放電灯用電子点灯装置１００の出力ユニットの構造例を説明するための図である。
【図６】 本発明に係る放電灯用電子点灯装置１００の出力ユニットの接続構造の実施例を説明するための図である。
【図７】 本発明に係る放電灯用電子点灯装置１００の出力ユニットの接続構造の実施例を説明するための図である。
【図８】 本発明に係る放電灯用電子点灯装置１００に用いられるガイド棒のストッパ構造の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
Ｐｓ・・・交流電源
Ｐｇ・・・電力調整回路
-ＰＵ１〜ＰＵ３・・・パワーユニット
ＯＵ・・・出力ユニット
Ｓｗ・・・極性切換回路
Ｃｃ・・・制御回路
Ｌｐ・・・高出の力ランプ
ｃ１〜ｃ１３・・・電力用コネクタ
Ｒｅ１〜Ｒｅ６・・・整流器
Ｉｎｖ１〜Ｉｎｖ３・・・インバータ回路
ＳＨ・・・シャーシ
１・・・パワーユニットＰＵ１の底板
２・・・出力ユニットＯＵの底板
３、４・・・滑動部材
５・・・ガイドレール
６、７・・・表示ランプ
８Ａ、８Ｂ、９Ａ、９Ｂ、１０Ａ、１０Ｂ・・・信号用コネクタ
１１、１２・・・ガイド棒
１３・・・３相入力ピン
１４、１６・・・電力用コネクタ
１５・・・出力ピン
Ｆ・・・冷却用のファン
１７、１８・・・支承部材
１８ａ・・・ガイド孔
１９・・・電力用コネクタ
２０・・・支承部材
２１・・・３相入力ピン
２２、２４・・・電力用コネクタ
２３・・・入力ピン
２５、２６・・・ガイド棒
２７・・・出力ピン
２８・・・電力用コネクタ
２９・・・支承部材
３０、３１・・・ガイド棒
３２・・・支承部材
３３、３４・・・電力用コネクタ
３５、３６・・・ガイド孔
３７、３８・・・接続部
３９・・・取り付け部材
４０・・・支承部材
４１・・・電力用コネクタ
４２、４３・・・ガイド孔
４４・・・接続部
４５・・・ネジ部材
４６、４７、４８・・・ガイド棒
４９・・・支承部材
５０、５１、５２・・・ガイド孔
５３、５４・・・ストッパ孔
５５・・・ストッパ部材
Claims (12)
- 交流電源からの交流電圧を直流電圧に変換すると共に調整する電力調整回路と、上記電力調整回路からの直流電圧を所定の周波数の交流電圧に変換する極性切換回路と、上記電力調整回路を制御すると共に、上記極性切換回路を駆動する制御回路とを備えた放電灯用電子点灯装置において、
上記電力調整回路が、複数のパワーユニットを有し、
上記パワーユニットは、３相交流電圧を直流電圧に変換する第１の整流器と、この第１の整流器からの直流電圧を１５ｋＨｚ以上の高周波交流電圧に変換するインバータ回路と、上記高周波交流電圧を整流して直流電圧に変換する第２の整流器とを具備し、
上記パワーユニットを放電灯用電子点灯装置の筐体に挿入すると、上記パワーユニットが上記筐体内のシャーシ面の滑動部材を滑って移動し、上記筐体に固定されているコネクタと、上記パワーユニットのコネクタとが接続されるように、上記パワーユニットが上記筐体に着脱自在であり、
上記極性切換回路を具備する出力ユニットが設けられ、
上記出力ユニットを放電灯用電子点灯装置の筐体に挿入すると、上記出力ユニットが上記筐体内のシャーシ面の滑動部材を滑って移動し、上記筐体に固定されているコネクタと、上記出力ユニットのコネクタとが接続されるように、上記出力ユニットが上記筐体に着脱自在であり、
上記パワーユニットと上記出力ユニットとの間に間隔を有し、上記パワーユニットと上記出力ユニットとが互いにほぼ平行に配置されていることを特徴とする放電灯用電子点灯装置。 - 請求項１において、
上記パワーユニットの入力側は、第１の電力用コネクタを介して上記交流電源に接続され、
上記パワーユニットの出力側は、第２の電力用コネクタと第３の電力用コネクタとを介して、上記出力ユニットの入力側に接続され、
上記出力ユニットの出力側は、第４の電力用コネクタを介して、上記放電灯用電子点灯装置の出力端子に接続されていることを特徴とする放電灯用電子点灯装置。 - 請求項１又は請求項２において
上記パワーユニットが複数設けられている場合、これらパワーユニットの入力側は、それぞれの上記第１の電力用コネクタを介して、互いに並列に接続され、出力側は、上記第２の電力用コネクタを介して、互いに直列に接続されることを特徴とする放電灯用電子点灯装置。 - 請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて
上記制御回路は、上記出力ユニット内に包含され、上記パワーユニットは、信号用コネクタを介して、上記出力ユニットに接続されていることを特徴とする放電灯用電子点灯装置。 - 請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて
上記制御回路は、上記パワーユニットと上記出力ユニットとは別体で構成され、上記制御回路は、制御ユニットに含まれ、信号用コネクタを介して、上記パワーユニットと上記出力ユニットとが上記制御ユニットに接続されていることを特徴とする放電灯用電子点灯装置。 - 請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて
上記制御回路は、上記電力調整回路を制御する制御部と、上記極性切換回路を駆動する駆動部とを具備し、
上記制御回路は、上記パワーユニット及び上記出力ユニットとは別体で構成され、上記制御回路は、制御ユニットに含まれ、
信号用コネクタを介して、上記パワーユニットが、上記制御ユニットに接続され、上記駆動部は、上記出力ユニットに包含されていることを特徴とする放電灯用電子点灯装置。 - 請求項１ないし請求項６のいずれかにおいて
上記パワーユニットと上記出力ユニットは、３０ｋｇ以下の質量であることを特徴とする放電灯用電子点灯装置。 - 請求項１ないし請求項７のいずれかにおいて、
上記パワーユニットと上記出力ユニットとは、直方体形状であって、上記パワーユニットと上記出力ユニットとは、長手方向に沿って互いにほぼ平行となるように、シャーシ部材の上に搭載されていることを特徴とする放電灯用電子点灯装置。 - 請求項１ないし請求項８のいずれかにおいて、
上記パワーユニットと上記出力ユニットとは、シャーシ部材の上に搭載され、
上記パワーユニットと上記出力ユニットとは、直方体形状であって、それらの長手方向の一方の端面には、一本以上のガイド棒が備えられると共に、上記電力用コネクタの一方の電力用コネクタ部を備え、
上記ガイド棒は、上記シャーシ部材の上に固定されて上記電力用コネクタの他方の電力用コネクタ部を支持する支承部材に設けられているガイド孔を挿通し、
上記一方の電力用コネクタ部は、上記支承部材に支持されている上記他方の電力用コネクタ部と接続されていることを特徴とする放電灯用電子点灯装置。 - 請求項１ないし請求項９のいずれかにおいて、
上記パワーユニットと上記出力ユニットとの底板には、所定の厚みを有する合成樹脂製の滑動部材が一つ以上長手方向に沿って固定され、
上記パワーユニットと上記出力ユニットとが搭載されているシャーシ部材の上に、上記滑動部材よりも背丈の低いレールが固定され、
上記ユニットの着脱時には、上記滑動部材が、上記シャーシ面を上記レールに沿って滑動することを特徴とする放電灯用電子点灯装置。 - 請求項１ないし請求項１０のいずれかにおいて、
上記電力調整回路は、回路定数を選択することにより、定電流特性を呈する回路構成を有することを特徴とする放電灯用電子点灯装置。 - 請求項１ないし請求項１１のいずれかにおいて、
上記出力ユニットの上記制御回路は、出力電圧と出力電流とを検出し、これらを演算してランプ電力を求め、ランプ電力が定電力となるように、信号用コネクタを通して、上記パワーユニットからなる上記電力調整回路に、パルス幅制御信号を供給することを特徴とする放電灯用電子点灯装置。
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