JP5314391B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、光源への供給電力を光源の累積点灯時間に対応付けて制御する機能を備えた照明装置に関するものである。

一般に、照明用途に用いられている光源は、時間の経過に伴う光源の劣化や汚れなどにより照明に用いることができる光量が徐々に低下する。そこで、光源の累積点灯時間の増加に伴って光源への供給電力を増加させることにより、光源の累積点灯時間の増加に伴う光量の低下を補正する照明装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された照明装置は、図５に示すように、光源としての放電灯１１を調光制御が可能な点灯装置（放電灯点灯装置）２０の出力によって点灯させている。点灯装置２０は商用電源のような電源ＡＣから給電されており、電源ＡＣと点灯装置２０との間には点灯装置２０に通電されているか否かを検出する点灯時間検出部２３２ａが設けられ、点灯時間検出部２３２ａにより検出した通電期間を点灯時間タイマ２３２ｂにより計時している。すなわち、点灯時間タイマ２３２ｂでは、光源の累積点灯時間に相当する時間を計時している。さらに、特許文献１では、累積点灯時間の増加に伴う光量の低下を補正するために、点灯時間タイマ２３２ｂにより計時された時間に対応付けて点灯装置２０から放電灯１１への供給電力を制御する照度補正装置２４を設けてある。

ところで、光源としての放電灯１１から出力される光束は、図６（ａ）のように累積点灯時間の増加に伴って減少するから、照度補正装置２４では、図６（ｂ）のように累積点灯時間の増加に伴って点灯装置２０を出力が増加するように制御することによって、累積点灯時間にかかわらず放電灯１１から出力される光束を略一定に保つように補正している。すなわち、新品の放電灯１１に対しては点灯装置２０の出力電力を放電灯１１の定格電力よりも低く設定し、放電灯１１の累積点灯時間の増加に伴って点灯装置２０の出力電力を定格電力に近付けるのである。

この構成の照明装置を用いると、放電灯１１の累積点灯時間によらず略一定の光量を確保することができる。放電灯１１を交換したときには累積点灯時間を初期値にリセットし、交換後の放電灯１１についても交換前の放電灯１１と同様に光束が一定に保たれるように制御する。

一方、点灯装置にも寿命があり、電気用品取締法の技術基準では、その限界を具体的に４００００時間と想定している。とくに、照明器具で使われているソケットやリード線、放電灯点灯装置内部で使用されている電子部品などは時間とともに劣化するから、点灯装置の寿命を超えて継続して使用すると、放電灯の出力低下、ちらつき、不点、点滅といった不具合をまねくことがある。

そこで、点灯装置の累積動作時間を計時して放電灯点灯装置が寿命時間に達したことを報知する機能を備えた放電灯点灯装置が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。特許文献２では、点灯装置の累積使用時間（累積動作時間）を計時し、累積使用時間が設定された規定時間（寿命時間）に達したことを報知することにより、点灯装置が故障する前に交換もしくは使用停止することを可能にしている。報知の技術としては放電灯の不点、点減、出力低下などの方法が開示されている。
特開２００１−１５２７６号公報 特開２００４−２５９５３３号公報

ところで、特許文献２に記載された技術では、点灯装置の累積使用時間を計時し点灯装置が規定時間に達すると報知がなされるから、複数の照明器具を同時期に導入しているとすれば複数の照明器具がほぼ一斉に規定時間になり、一斉に報知を行う可能性がある。この場合、複数の照明器具（場合によっては点灯装置のみ）を一斉に交換することが必要になり、利用者にとっては複数の照明器具を一斉に交換するための費用負担が大きくなり、また、照明器具の交換が完了するまで照明器具を使用できずに不便が強いられるという課題がある。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、点灯装置の累積使用時間が設定された規定時間に達したことによって点灯装置の寿命を知らせるのではなく、累積点灯時間に対応付けて光源への供給電力を制御することによる利便性が低下することによって点灯装置の寿命を利用者に気付かせるようにし、もって複数の照明器具を同時に導入している場合でも点灯装置あるいは照明器具を一斉に交換することを要しない照明装置を提供することにある。

請求項１の発明は、光源を点灯させるとともに光源に供給する電力が制御可能である点灯装置と、光源の累積点灯時間を計時する点灯時間計時手段と、光源への供給電力を累積点灯時間に対応付けて制御する制御手段と、点灯時間計時手段により計時した累積点灯時間を初期値にリセットするリセット手段と、点灯装置の累積使用時間を計時する使用時間計時手段とを有し、リセット手段は、使用時間計時手段により計時されている累積使用時間が規定時間に達した後は点灯装置の寿命としてリセットが無効になることを特徴とする。

請求項２の発明は、光源を点灯させるとともに光源に供給する電力が制御可能である点灯装置と、光源の累積点灯時間を計時する点灯時間計時手段と、光源への供給電力を累積点灯時間に対応付けて制御する制御手段と、点灯時間計時手段により計時した累積点灯時間を初期値にリセットするリセット手段とを備え、リセット手段は、累積点灯時間をリセットする回数が制限されておりリセットが制限された回数に達した後は点灯装置の寿命としてリセットが無効になることを特徴とする。

請求項３の発明では、請求項１又は２の発明において、前記リセット手段による累積点灯時間のリセットに伴う操作に対して、リセット手段によるリセットが有効か無効かを報知する報知手段を備えることを特徴とする。

請求項４の発明では、請求項２の発明において、前記リセット手段は、累積点灯時間のリセット可能回数が零回であることを特徴とする。

請求項１、２の発明の構成によれば、点灯装置の累積使用時間があらかじめ設定された規定時間に達するか、リセット手段によるリセットの回数が制限された回数に達した後は、点灯装置の寿命として累積点灯時間のリセットが無効になるから、光源の累積点灯時間の増加に伴って光源への供給電力を制御する機能によって享受される利便性が低下し、照明装置の利用者は点灯装置が寿命に達したことに気付くことになる。利用者が利便性の低下に気付けば、点灯装置が使用できなくなる前で利用者にとって都合のよい時期に、点灯装置もしくは照明器具を交換することが可能になる。つまり、同時に導入した複数の照明器具が設けられている場合でも、点灯装置あるいは照明器具を一斉に交換する必要がなくなる。その結果、交換に伴って費用負担が集中的に発生することがなく、また複数の照明器具が一斉に使用不能になる場合の不便さを回避することができる。

請求項３の発明の構成によれば、リセットに伴う操作を行ったときにリセット手段によるリセットが有効か無効かが報知されることによって、リセットに伴う操作の際に、光源への供給電力の制御が有効であって時間経過によらず光量が一定に保たれるなどの利便性を享受可能であるか、光源への供給電力の制御が無効であって時間経過に伴って光量が変化するように利便性が低下するかがただちにわかり、利用者に点灯装置ないし照明器具の交換の意識付けをすることができる。ただし、この時点において点灯装置ないし照明器具はただちに使用できなくなるわけではないから、利用者の都合のよいときに点灯装置ないし照明器具を交換させることができる。言い換えると、点灯装置ないし照明器具の寿命が近付いていることを事前に報知して、交換用の資材を準備させることが可能になる。

請求項４の発明の構成によれば、リセット手段のリセット可能回数が零回であるから、累積点灯時間のリセットを行うことが、すなわち点灯装置の交換時期であって、点灯装置の寿命と同程度の定格寿命を持つ光源を用いる場合には、光源の交換時期と点灯装置や照明器具の交換時期とが一致することになる。すなわち、点灯装置の過度の長期使用による電子部品の劣化や故障による誤動作等の不具合を防止することができる。

（実施形態１）
本発明において用いる照明装置は、たとえば、図２に示す形状に形成される。図示例では、照明器具が照明装置を構成している。図示する照明装置は、直管形の蛍光ランプ（放電灯１１）を光源に用い、放電灯１１の長手方向の各一端部をそれぞれ保持する一対のソケット１２を器具本体１０に備えている。器具本体１０は、ソケット１２が露出する面（図２の下面）の周縁の全周から上方に立ち上がる周壁を有した箱体であって、図１に示す構成の回路を実装した装置が内部に収納される。本実施形態では、放電灯１１はソケット１２に対して着脱可能に装着されている。

図１に示す回路は、商用電源のような交流電源ＡＣを整流器ＤＢにより全波整流した脈流電圧が入力され直流電力を出力するチョッパ回路２１と、チョッパ回路２１から出力される直流電力を高周波交流電力に変換して放電灯１１に供給するインバータ回路２２と、チョッパ回路２１およびインバータ回路２２に設けたスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３をオンオフさせる駆動回路部２３１とにより構成される点灯装置を備える。整流器ＤＢには、たとえばダイオードブリッジを用いる。

チョッパ回路２１は、整流器ＤＢの直流出力端間にインダクタＬ１を介してスイッチング素子Ｑ３が接続され、さらにスイッチング素子Ｑ３の両端間にダイオードＤ１と平滑コンデンサＣ１との直列回路を接続した構成を有する。図示例では、スイッチング素子Ｑ３にＭＯＳＦＥＴを用いており、ダイオードＤ１はインダクタＬ１から平滑コンデンサＣ１に向かって充電電流を流す向きに接続されている。駆動回路部２３１は、交流電源ＡＣの周波数よりも十分に高い周波数でスイッチング素子Ｑ３をオンオフさせることにより、整流器ＤＢから出力された電圧を昇圧し、平滑コンデンサＣ１の両端から直流電圧を取り出す。すなわち、チョッパ回路２１は昇圧回路を構成している。

インバータ回路２２は、平滑コンデンサＣ１の両端間に接続した一対のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の直列回路を有し、一方のスイッチング素子Ｑ２の両端間に直流カット用のコンデンサＣ２と共振用のインダクタＬ２と放電灯１１との直列回路を接続してある。また、放電灯１１の各フィラメントの非電源側端子間には、インダクタＬ２とともに共振回路を構成する共振用のコンデンサＣ３が接続されている。すなわち、シングルエンドのハーフブリッジ形インバータを構成している。図示例では、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２としてＭＯＳＦＥＴを用いている。

スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、駆動回路部２３１により高周波（数十〜数百ｋＨｚ）で交互にオンオフされ、平滑コンデンサＣ１の両端の直流電圧を高周波の交流電圧に変換する。すなわち、放電灯１１の両端に高周波電圧を印加することができる。ここで、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をオンオフさせる周波数を変化させることにより、共振用のインダクタＬ１とコンデンサＣ３との共振作用を利用して、放電灯１１の予熱、始動、定常点灯、調光が可能になる。

スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をオンオフさせる周波数（スイッチング周波数）は、指令値制御部２３４から駆動回路部２３１への指示により決定される。すなわち、指令値制御部２３４は、放電灯１１に供給する電力量の指令値を駆動回路部２３１に出力し、駆動回路部２３１は、入力される指令値に応じてスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をオンオフするスイッチング周波数を変化させ、放電灯１１への供給電力が入力される指令値に応じた電力となるように制御する。

ところで、本実施形態では、駆動回路部２３１が動作している時間を計時する点灯時間カウンタ２３２を備え、点灯時間カウンタ２３２の計時時間により、不揮発性メモリからなる記憶部２３３に設けた点灯時間記憶部２３３ａに記憶させる累積点灯時間および使用時間記憶部２３３ｂに記憶させる累積使用時間を逐次更新する。すなわち、点灯時間カウンタ２３２と点灯時間記憶部２３３ａとにより点灯時間計時手段が構成され、点灯時間カウンタ２３２と使用時間記憶部２３３ｂとにより使用時間計時手段が構成されている。

駆動回路部２３１が動作している時間は、放電灯１１が点灯している時間とみなすことができ、また点灯装置を使用した時間とみなすことができるから、点灯時間記憶部２３３ａおよび使用時間記憶部２３３ｂで記憶している時間に、点灯時間カウンタ２３２で計時した時間を加算した時間で、点灯時間記憶部２３３ａおよび使用時間記憶部２３３ｂに記憶する時間を更新すれば、それぞれ累積点灯時間および累積使用時間を記憶させることができる。

記憶部２３３に記憶されている累積点灯時間は指令値制御部２３４により読み出され、指令値制御部２３４では、累積点灯時間の値にデータテーブルによって対応付けられている出力指令値を駆動回路部２３１に出力する。データテーブルは、累積点灯時間が少ないときには放電灯１１への供給電力を定格電力よりも小さくし、累積点灯時間が増加するのに伴って放電灯１１への供給電力を増加させるように設定されている。

したがって、放電灯１１の劣化などによる出力光束の低下を補正するように制御し、想定された期間（放電灯１１の定格寿命までの期間）において利用できる光量をほぼ一定に保つことが可能になる。言い換えると、放電灯１１が新しいときには、出力光束を抑制することによって消費電力を低減し、結果的に省エネルギの効果が得られる。一方、累積点灯時間が増加するのに伴って放電灯１１に供給する電力をしだいに増加させ、累積点灯時間の増加に伴う光量変化を抑制することができる。

ところで、記憶部２３３には、点灯時間記憶部２３３ａに記憶している累積点灯時間を初期値（つまり零）にリセットするリセット手段としてのリセット制御部２３５が接続されている。リセット制御部２３５による累積点灯時間のリセットの技術としては、放電灯１１の寿命末期状態を監視し寿命末期状態が検出された場合にリセットする技術、放電灯１１の照明装置への着脱を監視し放電灯１１が取り外された無負荷状態が検出された場合にリセットする技術、リセットスイッチを設けておきリセットスイッチが操作されるとリセットする技術、電源のオンオフの手順が規定の手順である場合に累積点灯時間をリセットする技術などを用いることができる。

リセット制御部２３５を備えていることにより、放電灯１１が寿命に達した場合などで放電灯１１を新品に交換したときには、点灯時間記憶部２３３ａに記憶されている累積点灯時間が初期値にリセットされ、新品の放電灯１１についてあらためて累積点灯時間に対応付けた供給電力の制御が可能になる。ここで、使用時間記憶部２３３ｂに記憶されている累積使用時間は、リセット制御部２３５ではリセットされず、累積使用時間は放電灯１１の寿命によらずに継続して計時される。

上述した点灯時間カウンタ２３２、記憶部２３３、指令値制御部２３４は、個別部品により構成してもよいが、マイクロコンピュータを用いて実現するのが望ましい。

以下では、本実施形態の動作を図３を用いて説明する。リセット制御部２３５によるリセットの技術について説明したように、累積点灯時間のリセットは必ずしも放電灯１１（ランプ）が寿命に達したときに行われるわけではないが、通常は放電灯１１の交換に伴ってリセットが行われる。そこで、放電灯１１の定格寿命Ｔａごとの時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３において累積点灯時間をリセットするものとすれば、放電灯１１の交換毎に供給電力が初期値に戻され、次の交換までの間に時間経過に伴って供給電力がしだいに増加することになる。

ここで、背景技術としても説明したように、電気用品安全法の技術基準によると、点灯装置の寿命は４００００時間と想定されており、点灯装置の推奨交換時期としては、記憶部２３３に記憶された点灯装置の累積使用時間が約４００００時間に達する時期を目安に設定することができる。すなわち、点灯装置の設計寿命として４００００時間以上を確保しておけば、点灯装置の過度の長期使用による電子部品の劣化や故障による誤動作などの不具合が生じる前に使用者に対して点灯装置ないし照明装置の交換を促すことができる。本実施形態では、累積使用時間の上限を規定時間として設定し、累積使用時間が当該規定時間に達した後にはリセット制御部２３５によるリセットが無効になるようにしてある。

図３に示す例では、時刻ｔｄにおいて累積使用時間が規定時間に達したことを示しており、時刻ｔｄの後に時刻ｔ４においてリセット制御部２３５がリセットしようとしているにもかかわらず、累積点灯時間がリセットされず、以後は放電灯１１への供給電力が一定に保たれている。この供給電力は放電灯１１により定まる定格電力に相当し、時刻ｔｄの後には点灯装置から放電灯１１に供給される電力は、定格電力に維持される。

したがって、点灯装置の推奨交換時期が経過すると、放電灯１１を新品に交換しても出力光束が一定に保たれることによる利便性が享受できなくなり（つまり、交換前に比較して放電灯１１の光束が大きくなり、省エネルギの効果を享受できなくなったことが知覚され）、利用者に点灯装置ないし照明装置の交換を意識付けることが可能になる。

ただし、照明装置が１個の照明器具のみである場合には、放電灯１１の光束が大きくなったことが知覚されない場合があるから、リセット制御部２３５によるリセットが有効か無効かを識別できるように報知手段を設けてもよい。報知手段は、指令値制御部２３４により構成することができ、リセット制御部２３５でのリセットに伴う操作（放電灯１１の交換やリセットスイッチの操作など）を行ったときに、放電灯１１を点減させたり明暗を繰り返させたりする制御を行うことで実現すればよい。この報知手段では、リセットに伴う操作を行ったときに累積使用時間が規定時間を経過していれば、放電灯１１の点滅や明暗の繰り返しを行わないようにし、リセットに伴う操作を行ったときの放電灯１１の点灯状態の相違によって、リセットの有効と無効とを識別できるようにすればよい。

（実施形態２）
実施形態１では、累積使用時間を使用時間記憶部２３３ｂに記憶させているが、本実施形態では、累積使用時間ではなくリセット制御部２３５によるリセットの回数（通常は、放電灯１１（ランプ）の交換回数に一致する）により、リセットが有効か無効かを決定している。したがって、記憶部２３３では、使用時間記憶部２３３ｂに代えてリセット回数を記憶する領域を設けている。この領域に記憶されるリセット回数は、リセット制御部２３５によるリセット毎に更新される。

本実施形態では、図３に合わせて示しているように、放電灯１１（ランプ）の交換回数に相当するリセット回数が規定回数（図示例では４回）に達すると、実施形態１において累積使用時間が規定時間に達した場合と同様に、リセット制御部２３５によるリセットを無効にする。つまり、リセット制御部２３５によるリセットが有効な回数は３回に制限されている。本実施形態では、定格寿命Ｔａが１００００時間である放電灯１１を用いることにより、時刻ｔｄにおいて累積使用時間が４００００時間に達するのと、リセット制御部２３５が４回目のリセットを行おうとするタイミングとがほぼ一致することになる。なお、リセットの制限回数は、放電灯１１の定格寿命Ｔａと、点灯装置の推奨交換時期との関係により適宜設定される。

本実施形態の構成では、放電灯１１の交換回数により点灯装置の推奨交換時期をある程度予測することができるから、点灯装置ないし照明器具の交換時期の予測がしやすく、点灯装置ないし照明器具の一新を計画的に実施することが容易になる。さらに、実施形態１と比較して記憶部２３３に記憶する情報量が少なくなり、記憶部２３３を構成するメモリの容量を削減し、記憶部２３３への書き込み回数を削減することが可能であって、結果的に低コスト化につながる。他の構成および動作は実施形態１と同様である。

（実施形態３）
上述した各実施形態では、累積点灯時間を記憶している点灯時間記憶部２３３が記憶している累積点灯時間を初期値にリセットするリセット制御部２３５を設けているが、本実施形態は、リセット制御部２３５を削除している。また、記憶部２３３において使用時間記憶部２３３ｂも不要になっている。すなわち、図１に示す構成から、リセット制御部２３５および使用時間記憶部２３３ｂを削除した構成になる。

また、図４に示すように、放電灯１１の定格寿命Ｔａが点灯装置の推奨交換時期（時刻ｔｄを推奨交換時期に達した時刻としている）にほぼ一致するようにしてある。すなわち、累積点灯時間が満了して放電灯１１が定格寿命になった時点において、点灯装置ないし照明器具も寿命になるから、累積点灯時間をリセットするためのリセット制御部２３５が不要になっている。また、累積点灯時間を累積使用時間とみなしているから、使用時間記憶部２３３ｂも不要になっている。本実施形態では放電灯１１として、たとえば、定格寿命が４００００時間のものを用いる。

本実施形態では、放電灯１１の交換が不要であるから、放電灯１１を取り付ける構造として着脱可能なソケット１２に代えて、放電灯１１が交換不可に装着される照明装置を採用するのが望ましい。また、定格寿命の異なる複数種類の放電灯１１を適合ランプとする照明装置を構成する場合には、リセット制御部２３５を設けておき、定格寿命が４００００時間であるような放電灯１１を接続したときには、リセット制御部２３５によるリセット回数を零回とする構成を採用してもよい。他の構成および動作は実施形態１と同様である。

なお、上述した各実施形態では、光源として放電灯１１を用いる例を示したが、放電灯１１以外の放電灯や発光ダイオードのような他の光源を用いる場合も同様の技術を適用することができる。

本発明の実施形態を示す回路図である。 同上に用いる照明装置の斜視図である。 本発明の実施形態１、２の動作説明図である。 本発明の実施形態３の動作説明図である。 従来例を示すブロック図である。 従来例における動作説明図である。

符号の説明

１１ 放電灯１１（光源）
２０ 点灯装置
２３２ 点灯時間カウンタ（点灯時間計時手段、使用時間計時手段）
２３３ 記憶部
２３３ａ 点灯時間記憶部（点灯時間計時手段）
２３３ｂ 使用時間記憶部（使用時間計時手段）
２３４ 指令値制御部（制御手段）
２３５ リセット制御部（リセット手段）

Claims (4)

1. 光源を点灯させるとともに光源に供給する電力が制御可能である点灯装置と、光源の累積点灯時間を計時する点灯時間計時手段と、光源への供給電力を累積点灯時間に対応付けて制御する制御手段と、点灯時間計時手段により計時した累積点灯時間を初期値にリセットするリセット手段と、点灯装置の累積使用時間を計時する使用時間計時手段とを有し、リセット手段は、使用時間計時手段により計時されている累積使用時間が規定時間に達した後は点灯装置の寿命としてリセットが無効になることを特徴とする照明装置。
2. 光源を点灯させるとともに光源に供給する電力が制御可能である点灯装置と、光源の累積点灯時間を計時する点灯時間計時手段と、光源への供給電力を累積点灯時間に対応付けて制御する制御手段と、点灯時間計時手段により計時した累積点灯時間を初期値にリセットするリセット手段とを備え、リセット手段は、累積点灯時間をリセットする回数が制限されておりリセットが制限された回数に達した後は点灯装置の寿命としてリセットが無効になることを特徴とする照明装置。
3. 前記リセット手段による累積点灯時間のリセットに伴う操作に対して、リセット手段によるリセットが有効か無効かを報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の照明装置。
4. 前記リセット手段は、累積点灯時間のリセット可能回数が零回であることを特徴とする請求項２記載の照明装置。

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