JP4507912B2 - 照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、器具の寿命を通知する機能を有した照明器具に関するものである。

一般に、照明器具は、絶縁材料や電子部品が経年的に劣化して電気的特性が低下し、かつ、その他の構成材においても外観が経年的に劣化するものであるから、器具の寿命（以下では「器具寿命」という）を過ぎた照明器具を使用すると、たとえばランプの点灯異常を生じたりして照明器具としての機能を十分に果たせないといった不都合を生じることがある。

この種の不都合を解消するために、器具の累積動作時間つまり器具がランプを点灯させた時間の累計を計時し、この累積動作時間が所定の寿命時間に達すると器具寿命であることを通知する機能を有した照明器具が考えられている（たとえば特許文献１参照）。
特開２００４−２５９５３３号公報（第８−９頁）

ところで、照明器具を劣化させる主な原因の１つとして、ランプからの光がある。つまり、ランプからの光が照明器具に照射すると照明器具は劣化することになる。しかし、特許文献１に記載された照明器具では、累積動作時間をみて器具寿命を判断するだけであって、器具がランプから実際に受けた光量に応じた器具の劣化の程度は器具寿命の判断に反映されていないから、実際の器具の劣化に応じた器具寿命を的確に通知することができない。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであって、器具の寿命を的確に通知することができる照明器具を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、ランプを保持するとともに点灯させる器具本体と、ランプの光出力を検出する検出手段を有し、検出手段が受光した光の強度の積算値であるランプからの光量を求める光量計測部と、光量計測部により求められた光量が所定値に達すると器具本体が寿命末期であることを通知する通知部とを備えることを特徴とする。

この構成によれば、通知部は器具本体がランプから実際に受けた光量をみて器具寿命を判断するから、器具本体の劣化の主な原因の１つであるランプの光出力に応じた器具本体の劣化の程度が器具寿命の判断に反映されることになり、結果的に、実際の器具本体の劣化に応じた器具寿命を的確に通知することができるという利点がある。したがって、たとえばランプを全点灯させずに調光状態で点灯させる機能を有した照明器具でも、器具本体が実際にランプから受光した光量を考慮して器具寿命を的確に通知することができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記検出手段が、紫外線を検出する紫外線センサであることを特徴とする。

この構成によれば、ランプの光出力のうちでも特に器具本体を劣化させる要因となる紫外線の光量をみて器具本体の寿命を判断するから、寿命の判断に反映される器具本体の劣化の程度の信頼性が比較的高いという利点がある。

請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記検出手段が、赤外線を検出する赤外線センサであることを特徴とする。

この構成によれば、器具本体の熱的な劣化をみるものであるから、絶縁材料の熱的な変形等に係る器具寿命を的確に通知することができる。また、紫外線の放射量が比較的少ない白熱灯などのランプを点灯させる照明器具であっても、器具本体の寿命の判断に光量に応じた器具本体の劣化の程度を反映させることができ、器具寿命を的確に通知することができる。

請求項４の発明では、請求項３の発明において、前記ランプは熱陰極型の放電灯であって、前記光量計測部は、前記検出手段により検出された赤外線の強度がランプの寿命末期に出力される赤外線の強度となる期間にランプから出力された光量を求めることを特徴とする。

この構成によれば、照明器具の寿命だけでなく、光量計測部の出力を利用してランプの寿命も通知することができる。

請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４の発明において、前記検出手段が、前記光量計測部において前記光量を求める回路の電源を兼ねた太陽電池であって、環境光を受光しない位置に配置されるとともに前記ランプに光結合されていることを特徴とする。

この構成によれば、光量計測部において光量を求める回路のために電源を別に設ける必要がなく、照明器具の構成が比較的簡単になる。また、検出手段はランプの光出力のみを受光するから、環境光の影響を受けずに器具本体の寿命を的確に通知することができる。

請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５の発明において、環境光を受光可能な位置に配置され環境光を検出する環境光検出手段と、環境光検出手段が環境光を受光し始めたときからの時間を計時する環境光計時手段とを備え、前記通知部が、前記光量計測部により求められた前記光量が前記所定値に達することと、環境光計時手段により計時された時間が所定時間に達することとのいずれか一方が満たされると前記器具本体が寿命末期であることを通知することを特徴とする。

この構成によれば、ランプからの光による劣化だけでなく、照明器具が設置されて環境光を受光し始めたときからの器具本体の経年的な劣化全般を寿命の判断要素に含むので、ランプをほとんど点灯させない場合にも、器具寿命を的確に通知することができる。

本発明は、通知部は器具本体がランプから実際に受けた光量をみて器具寿命を判断するから、器具本体の劣化の主な原因の１つであるランプの光出力に応じた器具本体の劣化の程度が器具寿命の判断に反映されることになり、結果的に、実際の器具本体の劣化に応じた器具寿命を的確に通知することができるという効果を奏する。したがって、たとえばランプを全点灯させずに調光状態で点灯させる機能を有した照明器具でも、器具本体が実際にランプから受光した光量を考慮して器具寿命を的確に通知することができる。

以下の各実施形態では、天井に設けた埋込穴に収容されるダウンライトを照明器具の例として説明するが、本発明は、ダウンライトに限らず一般的な照明器具に採用することができる。以下では、ダウンライトを天井に取り付けた状態を示す図２（ｂ）の上下左右を上下左右として説明する。

（実施形態１）
本実施形態の照明器具は、図２に示すように、ランプ１としての片口金型蛍光灯（ここでは所謂コンパクト型蛍光ランプ）を点灯させるものであって、ランプ１を保持するソケット２と、ソケット２に接続された点灯回路３とが取り付けられたフレーム４を備えた器具本体Ａを有する。点灯回路３には交流電源ＡＣ（図１参照）から電力供給される。

器具本体Ａは、下面に円形状の開口部５を有するドーム状に形成された反射板６を備え、反射板６によってランプ１の周囲を包囲する。反射板６の内周面は鏡面であって、ランプ１からの光が開口部５から出射されるように配光を制御する。反射板６における開口部５の周縁には鍔部７が全周に亘って形成されている。フレーム４は、下面にソケットおよび点灯回路が取り付けられた主板８と、主板８の左右両端部から下方に向かって突出する一対の側片９とで構成されており、両側片９によって主板８と鍔部７とが連結される。一対の側片９には、互いに離れる向きに突出する設置用爪１０が装着される。設置用爪１０は、器具本体Ａを天井板Ｂに固定するものであって、図２（ｂ）に示すように、斜め下向きに突出した状態で鍔部７との間に天井板Ｂを挟持するようにばね付勢される。

ところで、本実施形態の照明器具は、器具本体Ａが寿命（器具寿命）か否かを判断し、器具寿命であれば器具寿命であることを通知する機能を有している。以下ではこの機能を実現するための構成について説明する。

本実施形態では、図２に示すように、ランプ１の光出力を検出する検出手段としての紫外線センサからなるセンサ１１が反射板６に取り付けられており、このセンサ１１の出力を用いて器具本体Ａがランプ１から受けた光量を求め、器具本体Ａがランプ１から受けた光量に応じた劣化の程度を器具寿命の判断に反映させている。センサ１１は、反射板６の下部（上下方向において設置用爪１０と鍔部７との間の部位）に貫設されたセンサ孔１２に一部が挿入される形で反射板６の外周面に取り付けられる。センサ１１は、主板８の下面に点灯回路３と並んで取り付けられた寿命判断回路１３に接続される。

寿命判断回路１３は、図１に示すように、センサ１１の他に交流電源ＡＣと点灯回路３とに接続されており、センサ１１の出力をサンプリングする前処理回路１４と、前処理回路１４によりサンプリングされた値を積算する積算回路１５と、積算回路１５の出力を受けて器具寿命か否かを判断し結果を点灯回路３に出力する判定回路１６とを備える。つまり、前処理回路１４と積算回路１５とは、センサ１１とともに、センサ１１が受光した光の強度の積算値つまりランプ１から出力された光量を求める光量計測部を構成する。

判定回路１６は、積算回路１５から出力された光量とあらかじめ設定された所定値とを比較するものであって、光量が所定値に達すると器具寿命であると判定し、点灯回路３に対して器具寿命であることを通知する通知信号を出力する通知部を構成する。ここにおいて、判定回路１６で用いる所定値は、たとえば実験により求められる、一般的な照明器具が器具寿命となるときの光量に設定される。点灯回路３は、判定回路１６からの通知信号を受けるとランプ１を点滅させる構成を採用しており、結果的に、ランプ１の点滅によって器具寿命であることが報知される。ただし、点灯回路３は判定回路１６からの通知信号を受けてランプ１への電力供給を停止する構成としてもよい。

上述した構成によれば、照明器具は、器具本体Ａが実際に受光したランプ１の光量をみて器具寿命か否かを判断するので、たとえばランプ１を全点灯させずに調光状態で点灯させる機能を有した照明器具でさえも、器具本体Ａが実際にランプ１から受光した光量を考慮して器具寿命を的確に通知することができる。さらに、照明器具の使用途中にランプ１が光出力の異なる別のランプ１に交換された場合でも、器具寿命を的確に通知することができる。

また、積算回路１５はセンサ１１が受光した光の強度の積算値を求めるものであるから、照明器具への給電が停止しても積算回路１５における積算値（光量）がリセットされないように、図１および図２には図示しないが、積算回路１５への給電を行う電池が設けられる。

なお、本実施形態では、センサ１１として紫外線センサを用いることにより、ランプ１の光出力のうち特に器具本体Ａの劣化の要因となる紫外線の光量を監視する構成を採用したが、センサ１１によって検出する光は紫外線に限るものではない。また、本実施形態ではランプ１として片口金型蛍光灯を例示したが、本発明の照明器具に用いるランプ１は片口金型蛍光灯に限定されるものではない。

（参考例１）
本参考例の照明器具は、寿命判断回路１３の構成が実施形態１の照明器具と異なるものであって、その他の構成および機能については実施形態１と同様であるから説明を省略する。

本参考例の寿命判断回路１３は、図３に示すように、実施形態１における積算回路１５に代えて、センサ１１が光を検出している時間（以下では「受光時間」という）を計時する計時手段としての計時回路１７を備えている。ここにおいて、前処理回路１４は、センサ１１の出力値がしきい値以上であれば計時回路１７に対して光検知信号を出力し、計時回路１７は光検知信号を受ける累積時間を計時する。判定回路１６では、計時回路１７から出力された受光時間とあらかじめ設定された所定時間とを比較し、受光時間が所定時間に達すると器具寿命であると判断する。判定回路１６で用いる所定時間は、たとえば実験により求められる、一般的な照明器具が器具寿命となる受光時間（本参考例では４００００ｈ）に設定される。

上述した構成は、ランプ１の点灯中においてランプ１から出力される光の強度が略一定であるとみなして、受光時間をランプ１から出力された光量に代用するものであって、比較的簡単な構成で器具寿命を判断することができる。

ところで、前処理回路１４で用いるしきい値は、センサ１１が光を検出しているか否かを区別するためのものであって、本参考例では、ランプ１を全点灯させた場合の２０％の光をセンサ１１が受光したときのセンサ１１の出力値とされている。したがって、たとえばランプ１を全点灯させる場合の２０％未満の光出力でランプ１を調光点灯させた時間は、センサ１が光を検出していないことになり受光時間としては計時されない。これは、ランプ１を全点灯させた場合の２０％未満の比較的弱い光では器具寿命への影響がほとんどないことを考慮したものである。

なお、計時回路１７はセンサ１１が光を検出している累積時間を計時するものであるから、照明器具への給電が停止しても受光時間がリセットされないように、計時回路１７への給電を行う電池が設けられる。

（実施形態２）
本実施形態の照明器具は、センサ１１として赤外線センサを用いた点が実施形態１の照明器具と相違する。

本実施形態では、センサ１１は、ランプ１のフィラメント（図示せず）から放射される赤外線を検出するものであって、図４に示すように、ランプ１におけるフィラメントの近傍に配置される。すなわち、センサ孔１２が、フィラメントの近傍となる反射板６の上部に貫設されている。寿命判断回路１３においては、前処理回路１４と積算回路１５とによって、センサ１１が受光した赤外線の強度の積算値つまりランプ１から出力された赤外線の光量を求める。

ここにおいて、ランプ１から出力される赤外線の強度は一定ではなく、ランプ１にエミレスが生じるようになってランプ１を交換しなければならないとき（ランプ１の寿命末期）には、図５に示す期間Ｔ１のように、ランプ１の正常点灯時に比べて大きくなる。ここで、ランプ１にエミレスが生じると、ランプ１を点灯させている点灯回路３に掛かる負担が大きくなり、点灯回路３の劣化が促進される。さらに、ランプ１およびその周辺回路からの発熱量も多くなり、器具本体Ａの熱的な劣化も促進される。したがって、本実施形態では、寿命末期のランプ１を点灯させることにより器具本体Ａの劣化が促進されることを器具寿命の判断に反映させて、器具寿命を的確に通知することができるのである。図５においては、ランプ１から出力される赤外線の強度を実線で示し、ランプ１から出力される赤外線の光量を破線で示す。

また、本実施形態の構成は、紫外線の放射量が比較的少ない白熱灯などのランプ１を点灯させる照明器具においても、器具寿命の判断に光量に応じた器具本体Ａの劣化の程度を反映させることができ、器具寿命を的確に通知することができるという利点もある。白熱灯を点灯させる照明器具に本実施形態の構成を採用する場合には、参考例１で説明したように、ランプ１の点灯中においてランプ１から出力される光の強度が略一定であるとみなして、計時回路１７により計時される受光時間をランプ１から出力された光量に代用してもよい。その他の構成および機能は実施形態１と同様である。

（実施形態３）
本実施形態の照明器具は、実施形態２の照明器具において、エミレス時にランプ１から出力された光量を用いて器具寿命を判断するようにしたものである。本実施形態では、エミレスを生じ得る熱陰極型の放電灯をランプ１として用いる照明器具を対象とする。

本実施形態の寿命判断回路１３は、図６に示すように、前処理回路１４と積算回路１５との間に、前処理回路１４の出力値があらかじめ設定された所定強度Ｉ１（図７参照）に達しない場合に前処理回路１４から積算回路１５への出力を無効にするエミレス検知回路１８が介在している。エミレス検知回路１８で用いる所定強度Ｉ１は、エミレス時にランプ１から出力される赤外線の強度である。この構成により、積算回路１５に入力される赤外線の強度はエミレス時にランプ１から出力されたものだけになり、積算回路１５においては、エミレス時にランプ１から出力された光量が求められることになる。図７においては、ランプ１から出力される赤外線の強度を実線で示し、エミレス時にランプ１から出力される赤外線の強度が検出される期間（ランプ１がエミレス状態で点灯する期間に相当）をＴ２で示し、エミレス時にランプ１から出力される光量を破線で示す。

ここで、判別回路１６が積算回路１５の出力を受けると点灯回路３の出力を停止させてランプ１を消灯させることにより、ランプ１の寿命を報知できるようにしてもよい。

また、本実施形態の構成は、参考例１で説明したように計時回路１７により計時される受光時間をランプ１から出力された光量に代用する構成と組み合わせて採用することが望ましい。要するに、参考例１では判定回路１６で用いる所定時間は一定時間（４００００ｈ）であるが、本実施形態の構成を組み合わせることによって、積算回路１５の出力値（つまりエミレス時にランプ１から出力された光量）に応じて所定時間を補正するようにすれば、寿命末期のランプ１を点灯させることにより器具本体Ａの劣化が促進されることを器具寿命の判断に反映させることができる。その他の構成および機能は実施形態２と同様である。

（実施形態４）
本実施形態の照明器具は、センサ１１として太陽電池を用いた点が実施形態１の照明器具と相違する。

センサ１１は、照明器具の外部から照射する環境光を受光しないように、図８に示すように、反射板６において開口部５から離れた上端部に設けたセンサ孔１２を通してランプ１と光結合される。しかも、本実施形態では、センサ１１は反射板６に囲まれた領域の外側（つまり天井裏の空間）においてフレーム４に固定されたケース１９内に収納されており、ケース１９の一部を貫通してケース１９から突出した導光部材２０（たとえば光ファイバ）がセンサ孔１２に挿入されることにより、導光部材２０を通してランプ１からの光を受光する。

また、太陽電池からなるセンサ１１は、寿命判断回路１３を構成する各回路の電源をコンデンサ等の蓄電可能な部品と共に構成してもよい。その他の構成および機能は実施形態１と同様である。

（実施形態５）
本実施形態の照明器具は、参考例１の照明器具において、判定回路１６が、受光時間が所定時間に達した場合だけでなく、器具本体Ａが設置されたときからの経過時間（以下では「設置後時間」という）が別の所定時間に達した場合にも、器具寿命であると判断するものである。

本実施形態では、設置後時間を計時するために、図９に示すように、検出手段としてのセンサ１１とは別に、環境光を検出する環境光検出手段としてのセンサ２１を備え、センサ２１が環境光を受光し始めたときからの時間を設置後時間として計時する。両センサ１１，２１は、反射板６に囲まれた領域の外側に設けられたケース２２に収納されているが、それぞれ反射板６に別に設けられたセンサ孔１２から露出する。センサ１１はランプ１の光出力を検出するようにランプ１の側面に望む位置に設けられ、一方、センサ２１は環境光を検出するように反射板６の開口部５から下方に臨む位置に設けられる。

センサ２１の出力は、図１０に示すように、寿命判断回路１３おいて計時手段としての計時回路１７とは別に設けられた環境光計時手段としての計時回路２３に前処理回路１４を通して入力されており、計時回路２３によって設置後時間を計時する。両計時回路１７，２３の出力は、共に判定回路１６に入力される。判定回路１６においては、受光時間に対する第１所定時間と、設置後時間に対する第２所定時間とがそれぞれあらかじめ設定されており、受光時間が第１所定時間に達するか、あるいは設置後時間が第２所定時間に達するかのいずれかを満足すると、器具寿命であると判断し、点灯回路３に対して通知信号を出力する。

上述した構成によれば、ランプ１からの光による劣化だけでなく、器具本体Ａが設置されたときからの経年的な劣化全般を器具寿命の判断要素に含むので、ランプ１を点灯させる機会が比較的少ない照明器具であっても、器具寿命を的確に通知することができるという利点がある。また、両センサ１１，２１にそれぞれ太陽電池を用いることにより、両センサ１１，２１が寿命判断回路１３を構成する各回路の電源をコンデンサ等の蓄電可能な部品と共に構成するようにしてもよい。

なお、図９に示す照明器具の器具本体Ａは、上述した他の実施形態で示した器具本体Ａと構成が異なるものであって、他の実施形態で示したフレーム４の側片９は省略され、鍔部７に板ばねからなる一対の設置用ばね２４が装着された構成を採用している。一対の設置用ばね２４は、器具本体Ａを天井板Ｂに固定するものであって、図９に示すように、先端部が互いに離れる向きに延長されるとともに、鍔部７との間に天井板Ｂを挟持するようにばね付勢されている。その他の構成および機能は参考例１と同様である。

（参考例２）
本参考例の照明器具は、実施形態１の照明器具においてセンサ１１および寿命判断回路１３が省略された器具本体Ａに対して、受光した紫外線の光量に応じて変色する紫外線積算シート（図示せず）を取り付けたものである。

紫外線積算シートは、器具本体Ａにおいてランプ１からの光が照射する位置に取り付けられる。たとえば反射板６の内周面の一部に取りつけられる。そして、紫外線積算シートが所定の色になることによって器具寿命であることが視覚的に通知されることになる。紫外線積算シートは、受光した紫外線の光量に応じて視認可能な特性が変化するものであればよく、たとえば紫外線の光量に応じて着色あるいは脱色したりするものであってもよい。

本参考例の構成は、従来からある照明器具に対しても、紫外線積算シートを取り付けるだけで容易に採用することができるという利点がある。その他の構成および機能は実施形態１と同様である。

本発明の実施形態１の構成を示すブロック図である。 同上の構成を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は一部破断正面図である。 本発明の参考例１の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態２の構成を示す正面図である。 同上の動作を示す説明図である。 本発明の実施形態３の構成を示すブロック図である。 同上の動作を示す説明図である。 本発明の実施形態４の構成を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は一部破断正面図である。 本発明の実施形態５の構成を示し、（ａ）は一部破断正面図、（ｂ）は下面図である。 同上の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ ランプ
１１ センサ（検出手段）
１６ 判定回路（通知部）
１７ 計時回路（計時手段）
２１ センサ（環境光検出手段）
２３ 計時回路（環境光計時手段）
Ａ 器具本体

Claims (6)

1. ランプを保持するとともに点灯させる器具本体と、ランプの光出力を検出する検出手段を有し、検出手段が受光した光の強度の積算値であるランプからの光量を求める光量計測部と、光量計測部により求められた光量が所定値に達すると器具本体が寿命末期であることを通知する通知部とを備えることを特徴とする照明器具。
2. 前記検出手段は、紫外線を検出する紫外線センサであることを特徴とする請求項１記載の照明器具。
3. 前記検出手段は、赤外線を検出する赤外線センサであることを特徴とする請求項１記載の照明器具。
4. 前記ランプは熱陰極型の放電灯であって、前記光量計測部は、前記検出手段により検出された赤外線の強度がランプの寿命末期に出力される赤外線の強度となる期間にランプから出力された光量を求めることを特徴とする請求項３記載の照明器具。
5. 前記検出手段は、前記光量計測部において前記光量を求める回路の電源を兼ねた太陽電池であって、環境光を受光しない位置に配置されるとともに前記ランプに光結合されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の照明器具。
6. 環境光を受光可能な位置に配置され環境光を検出する環境光検出手段と、環境光検出手段が環境光を受光し始めたときからの時間を計時する環境光計時手段とを備え、前記通知部は、前記光量計測部により求められた前記光量が前記所定値に達することと、環境光計時手段により計時された時間が所定時間に達することとのいずれか一方が満たされると前記器具本体が寿命末期であることを通知することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の照明器具。

Images