JP5402900B2 - 直管蛍光灯型led照明装置 - Google Patents
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Description
近年、既存の直管蛍光灯から容易に置換可能な直管蛍光灯型LED照明装置(LED直管蛍光灯)として、直管蛍光灯と全長・口金・端子が同一寸法のものが販売されている。
特許文献2,3には、グロースタータ式、ラピッドスタート式、インバータ式のいずれの点灯方式にも対応した直管蛍光灯型LED照明装置が開示されている。
そのため、ラピッドスタート式の直管蛍光灯を直管蛍光灯型LED照明装置に置換した場合、直管蛍光灯型LED照明装置を既存の蛍光灯器具に取り付け又は取り外す際に、一方の口金の接続端子(口金ピン)を蛍光灯器具のソケットに差し込んだ状態で、他方の口金の接続端子に作業者の身体が接触すると、直管蛍光灯型LED照明装置の内部回路を介して商用電源から作業者の身体に電流が流れて感電する可能性がある。
第1の局面は、
商用電源から常時供給される交流電源を直流に変換してLEDを点灯させる駆動回路を備えたラピッドスタート式の直管蛍光灯型LED照明装置であって、
前記駆動回路が内蔵された管体と、
前記管体の第1端部に取付固定され、2個の接続端子を有する第1口金と、
前記管体の第2端部に取付固定され、2個の接続端子を有する第2口金と、
前記第1口金の前記接続端子および前記第2口金の前記接続端子と、前記駆動回路との間の電源供給経路について、その導通状態と非導通状態とを切り替える切替手段とを備え、
前記切替手段は、
前記第1口金の前記接続端子間に電位差を検知すると共に、前記第2口金の前記接続端子間に電位差を検知しないときには、前記第1口金の前記接続端子と前記駆動回路との電源供給経路を非導通状態にし、
前記第2口金の前記接続端子間に電位差を検知すると共に、前記第1口金の前記接続端子間に電位差を検知しないときには、前記第2口金の前記接続端子と前記駆動回路との電源供給経路を非導通状態にする。
また、第2口金をソケットに差し込みながら、第1口金をソケットから取り外した状態で、第1口金の接続端子に作業者の身体が接触したとしても、商用電源から作業者の身体に電流が流れることはない。
従って、ラピッドスタート式の直管蛍光灯型LED照明装置を既存の蛍光灯器具のソケットに取り付け又は取り外す際に、作業者が感電するのを確実に防止できる。
第2の局面は、第1の局面において、
前記切替手段は、
前記第1口金の前記接続端子間に電位差を検知すると共に、前記第2口金の前記接続端子間に電位差を検知しないときには、前記第2口金の前記接続端子と前記駆動回路との電源供給経路を導通状態にすると共に、前記第1口金の前記接続端子と前記駆動回路との電源供給経路を非導通状態にし、
前記第2口金の前記接続端子間に電位差を検知すると共に、前記第1口金の前記接続端子間に電位差を検知しないときには、前記第1口金の前記接続端子と前記駆動回路との電源供給経路を導通状態にすると共に、前記第2口金の前記接続端子と前記駆動回路との電源供給経路を非導通状態にする。
第2の局面によれば、第1の局面の前記作用・効果を更に確実に得られる。
図1に示すように、第1実施形態におけるラピッドスタート式の直管蛍光灯型LED照明装置100は、管体10、第1口金(ベースキャップ)11a、第2口金11b、第1端子対12a、第2端子対12b、接続端子(電極ピン)13a,13b,14a,14b、駆動回路20、LEDモジュール(LEDユニット)21、LED21a、平滑コンデンサ22、定電流ダイオード23、全波整流器24、交流型リレー30,31、スイッチ30a,31aなどから構成されている。
口金11a,11bは既存の直管蛍光灯の口金と同一寸法形状であり、第1口金11aは管体10の第1端部(一端部)に取付固定され、第2口金11bは管体10の第2端部(他端部)に取付固定されている。
第1口金11aに設けられた第1端子対12aは、2個の接続端子13a,13bから構成されている。
第2口金11bに設けられた第2端子対12bは、2個の接続端子14a,14bから構成されている。
口金11a,11bをそれぞれ既存の蛍光灯器具のソケット50a,50bに差し込むと、ソケット50a,50b内に設けられている雌側の接続端子(図示略)に対して、雄側の接続端子13a〜14bがそれぞれ接続される。
LEDモジュール21は、直列接続された複数個のLED21aから成る直列回路が複数組並列接続されることにより構成されている。
平滑コンデンサ22は電解コンデンサから成り、LEDモジュール21に印加される電圧を平滑化し、LED21aのリップル電流成分を少なくする。
定電流ダイオード23は、LEDモジュール21に流れる電流を一定値以下抑え、LED21aに過電流が流れるのを防止する。
すなわち、全波整流器24のプラス側出力端子は、平滑コンデンサ22を介して、LEDモジュール21のアノード側(マイナス側)および全波整流器24のマイナス側出力端子に接続されている。
また、全波整流器24のプラス側出力端子は、順方向接続された定電流ダイオード23を介してLEDモジュール21のカソード側(プラス側)に接続されている。
交流型リレー31の入力側は、第2口金11bの接続端子14a,14b間に接続されている。
交流型リレー30,31は電磁石(図示略)を用いた電磁式のヒンジ型リレーであり、交流型リレー30,31の入力側は電磁石の巻線(図示略)に接続され、交流型リレー30,31の出力側はそれぞれ、ヒンジ型のスイッチ30a,31aを備えている。
交流型リレー31が内蔵するスイッチ31aは、全波整流器24の他方の入力端子と第1口金11aの接続端子13aとの間に接続されている。
商用電源Pは、チョークコイル41の一端部とその中途位置との間に接続されている。
第2口金11bの接続端子14aはソケット50bを介してチョークコイル41の一端部に接続され、第2口金11bの接続端子14bはソケット50bを介してチョークコイル41の中途位置に接続される。
第1口金11aの接続端子13aはソケット50aを介してチョークコイル42の一端部に接続され、第1口金11aの接続端子13bはソケット50aを介してチョークコイル42の中途位置に接続される。
チョークコイル42における接続端子13a,13b間に接続された部分が、既存の直管蛍光灯の冷陰極を予熱するための予熱回路を構成している。
第1実施形態におけるラピッドスタート式の直管蛍光灯型LED照明装置100によれば、以下の作用・効果を得ることができる。
駆動回路20では、供給された交流電流を全波整流器24が全波整流し、その全波整流された電流の電圧を平滑コンデンサ22が平滑化して直流に変換し、その平滑化された電圧がLEDモジュール21に印加されてLED21aが点灯し、定電流ダイオード23がLED21aに過電流が流れるのを防止する。
この状態では、交流型リレー31の入力側には駆動電流が流れず、交流型リレー31は作動しない。
ここで、第1口金11aの接続端子13a,13b間に生じる電位差は、安定器40のチョークコイル42のインピーダンスと、交流型リレー30を構成する電磁石の巻線のインピーダンスとに基づくものである。
従って、第1口金11aをソケット50aに差し込みながら、第2口金11bをソケット50bから取り外すと、交流型リレー30はスイッチ30aを閉鎖して導通状態にし、交流型リレー31はスイッチ31aを開放したままで非導通状態にする。
つまり、交流型リレー30,31(切替手段)は、第1口金11aの接続端子13a,13b間に電位差を検知すると共に、第2口金11bの接続端子14a,14b間に電位差を検知しないときには、第2口金11bの接続端子14a,14bと駆動回路20との電源供給経路をスイッチ30aを閉鎖して導通状態にすると共に、第1口金11aの接続端子13a,13bと駆動回路20との電源供給経路をスイッチ31aを開放したままで非導通状態にする。
この状態では、交流型リレー30の入力側には駆動電流が流れず、交流型リレー30は作動しない。
ここで、第2口金11bの接続端子14a,14b間に生じる電位差は、安定器40のチョークコイル41のインピーダンスと、交流型リレー31を構成する電磁石の巻線のインピーダンスとに基づくものである。
つまり、交流型リレー30,31(切替手段)は、第2口金11bの接続端子14a,14b間に電位差を検知すると共に、第1口金11aの接続端子13a,13b間に電位差を検知しないときには、第1口金11aの接続端子13a,13bと駆動回路20との電源供給経路をスイッチ31aを閉鎖して導通状態にすると共に、第2口金11bの接続端子14a,14bと駆動回路20との電源供給経路をスイッチ30aを開放したままで非導通状態にする。
すなわち、交流型リレー30,31は、第1口金11aの接続端子13a,13b間に電位差を検知すると共に、第2口金11bの接続端子14a,14b間に電位差を検知しないときには、第2口金11bの接続端子14a,14bと駆動回路20との電源供給経路をスイッチ30aを開放したままで非導通状態にすると共に、第1口金11aの接続端子13a,13bと駆動回路20との電源供給経路をスイッチ31aを閉鎖して導通状態にする。
また、交流型リレー30,31は、第2口金11bの接続端子14a,14b間に電位差を検知すると共に、第1口金11aの接続端子13a,13b間に電位差を検知しないときには、第1口金11aの接続端子13a,13bと駆動回路20との電源供給経路をスイッチ31aを開放したままで非導通状態にすると共に、第2口金11bの接続端子14a,14bと駆動回路20との電源供給経路をスイッチ30aを閉鎖して導通状態にする。
また、第2口金11bをソケット50bに差し込みながら、第1口金11aをソケット50aから取り外すと、スイッチ30aが導通状態、スイッチ31aが非導通状態になるため、商用電源Pからスイッチ30aを介して全波整流器24から駆動回路20へ電源供給が行われる。
その結果、管体10に設けられている金属製の放熱器(図示略)を通じて、商用電源Pから作業者の身体に電流が流れるおそれが生じ、作業者が感電するリスクが高まるという欠点がある。
そのため、交流型リレー30,31を介して、商用電源Pから作業者の身体に電流が流れて感電するおそれはない。
図2に示すように、第2実施形態におけるラピッドスタート式の直管蛍光灯型LED照明装置200は、管体10、第1口金11a、第2口金11b、第1端子対12a、第2端子対12b、接続端子13a,13b,14a,14b、駆動回路20、LEDモジュール21、LED21a、平滑コンデンサ22、定電流ダイオード23、全波整流器24、直流型リレー60,61、スイッチ60a,61a、全波整流器70,80などから構成されている。
直管蛍光灯型LED照明装置200は、既存の蛍光灯器具のソケット50a,50bに取り付けられ、安定器40を介して商用電源Pから交流電源が常時供給されている。
直流型リレー60,61は電磁石(図示略)を用いた電磁式のヒンジ型リレーであり、直流型リレー60,61の入力側は電磁石の巻線(図示略)に接続され、直流型リレー60,61の出力側はそれぞれ、ヒンジ型のスイッチ60a,61aを備えている。
直流型リレー61が内蔵するスイッチ61aは、全波整流器24の他方の入力端子と第1口金11aの接続端子13aとの間に接続されている。
整流ダイオード71,72はカソード同士が接続され、整流ダイオード73,74はアノード同士が接続され、整流ダイオード71,72のカソードと整流ダイオード73,74のアノードとの間に直流型リレー60の入力側が接続されている。
直列接続された整流ダイオード71,72および整流ダイオード73,74はそれぞれ、第1口金11aの接続端子13a,13b間に接続されている。
整流ダイオード81,82はカソード同士が接続され、整流ダイオード83,84はアノード同士が接続され、整流ダイオード81,82のカソードと整流ダイオード83,84のアノードとの間に直流型リレー61の入力側が接続されている。
直列接続された整流ダイオード81,82および整流ダイオード83,84はそれぞれ、第2口金11bの接続端子14a,14b間に接続されている。
また、第2口金11bをソケット50bに差し込みながら、第1口金11aをソケット50aから取り外した状態では、全波整流器80により直流型リレー61の入力側に直流の駆動電流が一方向に流れる。
つまり、交流型リレー60,61(切替手段)は、第1口金11aの接続端子13a,13b間に電位差を検知すると共に、第2口金11bの接続端子14a,14b間に電位差を検知しないときには、第2口金11bの接続端子14a,14bと駆動回路20との電源供給経路をスイッチ60aを閉鎖して導通状態にすると共に、第1口金11aの接続端子13a,13bと駆動回路20との電源供給経路をスイッチ61aを開放したままで非導通状態にする。
また、交流型リレー60,61は、第2口金11bの接続端子14a,14b間に電位差を検知すると共に、第1口金11aの接続端子13a,13b間に電位差を検知しないときには、第1口金11aの接続端子13a,13bと駆動回路20との電源供給経路をスイッチ61aを閉鎖して導通状態にすると共に、第2口金11bの接続端子14a,14bと駆動回路20との電源供給経路をスイッチ60aを開放したままで非導通状態にする。
従って、第2実施形態においても、第1実施形態の前記[1]〜[4]と同様の作用・効果を得ることができる。
図3に示すように、第3実施形態におけるラピッドスタート式の直管蛍光灯型LED照明装置300は、管体10、第1口金11a、第2口金11b、第1端子対12a、第2端子対12b、接続端子13a,13b,14a,14b、駆動回路20、LEDモジュール21、LED21a、平滑コンデンサ22、定電流ダイオード23、全波整流器24、無接点リレー90,91、MOSトランジスタ90a,91aなどから構成されている。
直管蛍光灯型LED照明装置300は、既存の蛍光灯器具のソケット50a,50bに取り付けられ、安定器40を介して商用電源Pから交流電源が常時供給されている。
無接点リレー90の入力側は、第1口金11aの接続端子13a,13b間に接続されている。
無接点リレー91の入力側は、第2口金11bの接続端子14a,14b間に接続されている。
無接点リレー90,91の出力側はそれぞれ、半導体スイッチ素子であるMOSトランジスタ90a,91aを備えている。
無接点リレー91が内蔵するMOSトランジスタ91aのソースドレイン間は、全波整流器24の他方の入力端子と第1口金11aの接続端子13aとの間に接続されている。
つまり、無接点リレー90,91(切替手段)は、第1口金11aの接続端子13a,13b間に電位差を検知すると共に、第2口金11bの接続端子14a,14b間に電位差を検知しないときには、第2口金11bの接続端子14a,14bと駆動回路20との電源供給経路をMOSトランジスタ90aをオン動作させて導通状態にすると共に、第1口金11aの接続端子13a,13bと駆動回路20との電源供給経路をMOSトランジスタ91aをオフ動作させたままで非導通状態にする。
また、無接点リレー90,91は、第2口金11bの接続端子14a,14b間に電位差を検知すると共に、第1口金11aの接続端子13a,13b間に電位差を検知しないときには、第1口金11aの接続端子13a,13bと駆動回路20との電源供給経路をMOSトランジスタ91aをオン動作させて導通状態にすると共に、第2口金11bの接続端子14a,14bと駆動回路20との電源供給経路をMOSトランジスタ90aをオフ動作させたままで非導通状態にする。
従って、第3実施形態においても、第1実施形態の前記[1]〜[3]と同様の作用・効果を得ることができる。
図4に示すように、第4実施形態におけるラピッドスタート式の直管蛍光灯型LED照明装置400は、管体10、第1口金11a、第2口金11b、第1端子対12a、第2端子対12b、接続端子13a,13b,14a,14b、駆動回路20、LEDモジュール21、LED21a、平滑コンデンサ22、定電流ダイオード23、直流型リレー60,61、スイッチ60a,60b,61a,61b、全波整流器70,80などから構成されている。
直管蛍光灯型LED照明装置400は、既存の蛍光灯器具のソケット50a,50bに取り付けられ、安定器40を介して商用電源Pから交流電源が常時供給されている。
直流型リレー60が内蔵するスイッチ60bは、全波整流器80の整流ダイオード81,82のカソード(全波整流器80の他方の出力端子)と、LEDモジュール21のアノード側との間に接続されている。
直流型リレー61が内蔵するスイッチ61bは、全波整流器70の整流ダイオード71,72のカソード(全波整流器70の他方の出力端子)と、LEDモジュール21のアノード側との間に接続されている。
つまり、交流型リレー60,61(切替手段)は、第1口金11aの接続端子13a,13b間に電位差を検知すると共に、第2口金11bの接続端子14a,14b間に電位差を検知しないときには、第2口金11bの接続端子14a,14bと駆動回路20との電源供給経路をスイッチ60a,60bを閉鎖して導通状態にすると共に、第1口金11aの接続端子13a,13bと駆動回路20との電源供給経路をスイッチ61a,61bを開放したままで非導通状態にする。
また、交流型リレー60,61は、第2口金11bの接続端子14a,14b間に電位差を検知すると共に、第1口金11aの接続端子13a,13b間に電位差を検知しないときには、第1口金11aの接続端子13a,13bと駆動回路20との電源供給経路をスイッチ61a,61bを閉鎖して導通状態にすると共に、第2口金11bの接続端子14a,14bと駆動回路20との電源供給経路をスイッチ60a,60bを開放したままで非導通状態にする。
そして、第4実施形態では、駆動回路20の全波整流器24の機能を全波整流器70,80に合わせ持たせることにより、全波整流器24を省くことが可能になるため、第2実施形態に比べて低コスト化を図ることができる。
図5に示すように、第5実施形態におけるラピッドスタート式の直管蛍光灯型LED照明装置500は、管体10、第1口金11a、第2口金11b、第1端子対12a、第2端子対12b、接続端子13a,13b,14a,14b、駆動回路20、LEDモジュール21、LED21a、平滑コンデンサ22、定電流ダイオード23、無接点リレー90,91、MOSトランジスタ90a,90b,91a,91b、全波整流器70,80などから構成されている。
直管蛍光灯型LED照明装置400は、既存の蛍光灯器具のソケット50a,50bに取り付けられ、安定器40を介して商用電源Pから交流電源が常時供給されている。
つまり、無接点リレー90,91(切替手段)は、第1口金11aの接続端子13a,13b間に電位差を検知すると共に、第2口金11bの接続端子14a,14b間に電位差を検知しないときには、第2口金11bの接続端子14a,14bと駆動回路20との電源供給経路をMOSトランジスタ90a,90bをオン動作させて導通状態にすると共に、第1口金11aの接続端子13a,13bと駆動回路20との電源供給経路をMOSトランジスタ91a,91bをオフ動作させたままで非導通状態にする。
また、無接点リレー90,91は、第2口金11bの接続端子14a,14b間に電位差を検知すると共に、第1口金11aの接続端子13a,13b間に電位差を検知しないときには、第1口金11aの接続端子13a,13bと駆動回路20との電源供給経路をMOSトランジスタ91a,91bをオン動作させて導通状態にすると共に、第2口金11bの接続端子14a,14bと駆動回路20との電源供給経路をMOSトランジスタ90a,90bをオフ動作させたままで非導通状態にする。
従って、第5実施形態によれば、第3実施形態および第4実施形態の前記作用・効果の両方が得られる。
図6に示すように、第6実施形態におけるラピッドスタート式の直管蛍光灯型LED照明装置600は、図1に示した第1実施形態の直管蛍光灯型LED照明装置100と同一構成である。
直管蛍光灯型LED照明装置600は、既存の蛍光灯器具のソケット50a,50bに取り付けられ、商用電源Pから交流電源が直接に常時供給されている。
そして、接続端子13a,14aと接続端子13b,14bとの間に、ソケット50a,50bを介して商用電源Pが接続される。
そして、第6実施形態によれば、安定器40を省くことが可能になるため、第1実施形態に比べて更に省エネルギー化を図ることができる。
本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、前記各実施形態と同等もしくはそれ以上の作用・効果を得ることができる。
また、第1〜第5実施形態においても、第6実施形態と同じく、安定器40を省いて商用電源Pから直接電源供給をしてもよい。
しかし、特許文献1のリレーは、蛍光灯器具への装着の仕方による回路の極性変化に対応して極性を切り換えるためのものであり、前記各実施形態のリレー30,31,60,61,90,91とは構成・作用・効果が全く異なるものである(特許文献1の段落[0011][0021]を参照)。
しかも、特許文献1には、ラピッドスタート式について一切開示されておらず示唆すらもされていない。
よって、特許文献1に基づいて、前記各実施形態を想到することは、たとえ当業者といえども困難であり、また、前記各実施形態の前記作用・効果についても予測し得るものではない。
10…管体
11a…第1口金
11b…第2口金
13a,13b…第1口金の接続端子
14a,14b…第2口金の接続端子
20…駆動回路
21…LEDモジュール
21a…LED
30…交流型リレー(切替手段)
31…交流型リレー(切替手段)
40…安定器
50a,50b…蛍光灯器具のソケット
60…直流型リレー(切替手段)
61…直流型リレー(切替手段)
90…無接点リレー(切替手段)
91…無接点リレー(切替手段)
30a,31a,60a,60b,61a,61b…スイッチ
90a,90b,91a,91b…MOSトランジスタ
Claims (2)
- 商用電源から常時供給される交流電源を直流に変換してLEDを点灯させる駆動回路を備えたラピッドスタート式の直管蛍光灯型LED照明装置であって、
前記駆動回路が内蔵された管体と、
前記管体の第1端部に取付固定され、2個の接続端子を有する第1口金と、
前記管体の第2端部に取付固定され、2個の接続端子を有する第2口金と、
前記第1口金の前記接続端子および前記第2口金の前記接続端子と、前記駆動回路との間の電源供給経路について、その導通状態と非導通状態とを切り替える切替手段と
を備え、
前記切替手段は、
前記第1口金の前記接続端子間に電位差を検知すると共に、前記第2口金の前記接続端子間に電位差を検知しないときには、前記第1口金の前記接続端子と前記駆動回路との電源供給経路を非導通状態にし、
前記第2口金の前記接続端子間に電位差を検知すると共に、前記第1口金の前記接続端子間に電位差を検知しないときには、前記第2口金の前記接続端子と前記駆動回路との電源供給経路を非導通状態にする、直管蛍光灯型LED照明装置。 - 請求項1に記載の直管蛍光灯型LED照明装置において、
前記切替手段は、
前記第1口金の前記接続端子間に電位差を検知すると共に、前記第2口金の前記接続端子間に電位差を検知しないときには、前記第2口金の前記接続端子と前記駆動回路との電源供給経路を導通状態にすると共に、前記第1口金の前記接続端子と前記駆動回路との電源供給経路を非導通状態にし、
前記第2口金の前記接続端子間に電位差を検知すると共に、前記第1口金の前記接続端子間に電位差を検知しないときには、前記第1口金の前記接続端子と前記駆動回路との電源供給経路を導通状態にすると共に、前記第2口金の前記接続端子と前記駆動回路との電源供給経路を非導通状態にする、直管蛍光灯型LED照明装置。
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