JP2005235565A - 高圧放電ランプ点灯装置及び一体型照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】 高圧放電ランプと点灯装置とを一体化する際、適切な構造とする。
【解決手段】 ＡＣ電源１を直流化する直流電源回路３と、直流を１ｋＨｚ以上の高周波に変換するインバータ回路４と、インバータ回路４を駆動する制御回路５と、高圧放電ランプ７の放電開始に必要な放電開始電圧を高圧放電ランプ７に印加すると共に、インバータ回路４の出力を高圧放電ランプ７に印加する負荷回路６と、直流電源回路３、インバータ回路４及び制御回路５を実装した第１の基板８１と、負荷回路６を実装した第２の基板８２とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、高圧放電灯を高周波で点灯する高圧放電ランプ点灯装置及び一体型照明器具に関する。

従来の高圧放電ランプ点灯装置は、高圧放電ランプ（以下、「ランプ」という）と点灯回路とを一体化する際、１枚の基板上に点灯回路を実装していた（例えば、特許文献１参照）。

特表平１１−５０９６８０号公報（図１の「回路基板３２０」）

しかしながら、１枚の基板上にランプ放電開始用の高圧発生部と小信号系の制御回路とを実装していたため、制御回路が高圧発生部からのノイズにより誤動作を起こすなどの問題があった。

本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、ランプと点灯回路とを一体化して小型化した場合でも、適切に制御回路を動作させることのできる高圧放電ランプ点灯装置及び一体型照明器具を提供することを目的とする。

本発明の高圧放電ランプ点灯装置は、ＡＣ電源を直流化する直流電源回路と、直流を１ｋＨｚ以上の高周波に変換するインバータ回路と、インバータ回路を駆動する制御回路と、高圧放電ランプの放電開始に必要な放電開始電圧を高圧放電ランプに印加すると共に、インバータ回路の出力を高圧放電ランプに印加する負荷回路と、直流電源回路、インバータ回路及び制御回路を実装した第１の基板と、負荷回路を実装した第２の基板とを備えている。

本発明の高圧放電ランプ点灯装置によれば、直流電源回路、インバータ回路及び制御回路を第１の基板に実装し、負荷回路を第２の基板に実装する構成としたので、ランプと点灯回路とを一体化する際に、効率良く回路基板が収納でき、小型化が可能となると共に、制御回路が高圧発生部（負荷回路）からのノイズの影響を受け難い構成とすることができる。

以下、本発明に係る高圧放電ランプ点灯装置及び一体型照明器具の好適な実施の形態について添付図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る高圧放電ランプ点灯装置の構成を示す回路図である。図１に示すように、本実施の形態に係る高圧放電ランプ点灯装置は、商用電源等のＡＣ電源１と、ＡＣ電源１を直流化するノイズフィルタ２（電流ヒューズを含む）と、倍電圧整流回路である直流電源回路３と、直流電源回路３の出力を高周波出力に変換するインバータ回路４と、インバータ回路４を制御する制御回路５と、インバータ回路４からの高周波出力をランプ７に投入する負荷回路６とを備えている。

詳細には、直流電源回路３は、ダイオード３１，３２と平滑コンデンサ３３，３４とを備える倍電圧整流回路であり、インバータ回路４は、回生ダイオードを内蔵したＭＯＳＦＥＴ４１，４２を備えるハーフブリッジの構成となっている。負荷回路６は、カップリングコンデンサ６１とチョークコイル６２と共振コンデンサ６３との直列回路を備え、ランプ７は共振コンデンサ６３に並列接続されている。

なお、本実施の形態においては、ランプ７に、定格電力２０Ｗのセラミック製メタルハライドランプを用いている。また、ランプ７の放電開始電圧として数ｋＶ0-pを印加する必要があるため、チョークコイル６２と共振コンデンサ６３との共振作用によって共振コンデンサ６３に電圧を発生させている。そして、共振コンデンサ６３としては、定格電圧１.６ｋＶのコンデンサ６３ａ，６３ｂ，６３ｃを直列に接続することにより、耐圧マージンを持たせている。

また、ランプ７の放電開始前のインピーダンスは無限大であるが、放電開始後は数百Ω程度となるので、高周波電流は共振コンデンサ６３側よりもランプ７側に多く流れる。従って、共振コンデンサ６３は、放電開始後はほとんど役割を持たなくなる一方、チョークコイル６２は電流制限用のインピーダンス素子としての役割を持つようになる。

図２は、本実施の形態に係る一体型照明器具の構成を示す図である。略円形の基板（第１の基板）８１と基板（第２の基板）８２は、中心軸線が一致するように上下平行に配置され、基板８１には、ノイズフィルタ２、直流電源回路３、インバータ回路４及び制御回路５が実装されている。基板８２には、負荷回路６が実装されると共に、ランプ７が装着されている。また、基板８１には、口金８３からのＡＣ電源が投入されている。

さらに、ハウジング８４は、基板８１，８２を覆い、一方の開放端が口金８３に、他方の開放端がリフレクタ（カバー部材）８５に装着されている。リフレクタ８５はランプ７を覆い、適切な配光となるように設計されている。
なお、図２においては、例えば口金８３と基板８１間に接続される配線等、リード状の配線が省略されている。

図３（ａ）は、基板８１上の部品配置の概略を示す図である。また、図３（ｂ）は、基板８２上の部品配置の概略を示す図である。
図３（ａ）に示すように、基板８１においては、基板中心部にランプ７が垂直に貫通する構成とし、各電子部品は、ランプ７からの熱の影響を受け難くするため、基板外周に寄せて配置されている。なお、制御回路５の部品のうち面実装部品は、基板８１のどちらの面に実装してもよい。

また、図３（ｂ）に示すように、基板８２においては、各電子部品が、ランプ保持用の穴８２１，８２２を避けるように配置されている。ここで、チョークコイル６２にＥＥ２８サイズのものを用いる場合、基板８２の外径はφ５６ｍｍで済むことになる。
なお、本実施の形態では、基板８１，８２の外径はいずれもφ５６ｍｍとしている。基板の外径をφ５６ｍｍとすることで、２ｍｍの肉厚のハウジングを装着した場合、一体型照明器具全体の外径がφ６０となり、白熱電球と同等の外径とすることができる。

図４は、制御回路５の出力周波数を説明する図である。制御回路５は、インバータ４のスイッチング周波数をｆ１とｆ２とに変調駆動する。変調周期をＴ、ｆ２の変調幅をｄ２とすると、Ｔ＝１１ｍｓ、ｄ２＝０.５ｍｓ、ｆ１＝４６ｋＨｚ、ｆ２＝８７ｋＨｚとなる。
ここで、チョークコイル６２を１.２５ｍＨ、カップリングコンデンサ６１を０.０６８μＦ、共振コンデンサ６３ａ，６３ｂ，６３ｃをそれぞれ８２００ｐＦとしている。

従って、ランプ７の放電開始前における負荷回路６のアドミタンスは、主にチョークコイル６２と共振コンデンサ６３によって決定し、図５（ａ）に示すように８６ｋＨｚをピークとする曲線となる。一方、ランプ７の放電開始後における負荷回路６のアドミタンスは、主にチョークコイル６２とカップリングコンデンサ６１によって決定し、図５（ｂ）に示すように１７ｋＨｚをピークとする曲線となる。

図６（ａ）は、ランプ７の放電開始前におけるランプ電圧とランプ電流を示す図である。ランプ７の放電開始前であるのでランプ電流は流れないが、負荷回路６のアドミタンスが高くなるｆ２の期間では、共振コンデンサ６３（ランプ７）の両端に相当量の共振電圧が印加され、これによりランプ７が放電を開始する。

図６（ｂ）は、ランプ７の放電開始後におけるランプ電圧とランプ電流を示す図である。ランプ電流は、チョークコイル６２のインピーダンスに大きく依存するため、そのインピーダンスが高くなるｆ２の期間では電流が絞られる。また、一般に放電ランプは負性抵抗特性を持つことが知られているため、ランプ７においても、ランプ電流が減少するとランプ電圧が上昇する。そのため、ｆ１の期間に対してｆ２の期間はランプ電圧が若干大きくなる。
即ち、ｆ１は主に放電開始後のランプ電流又はランプ電力を決定し、ｆ２は主に放電開始前にランプ７に印加する放電開始電圧を決定する役割を持つものである。

次に各パラメータの設定について説明する。
一般に高圧放電ランプを１ｋＨｚ以上の高周波で点灯すると、発光管内部で音波の進行波と反射波により定在波が発生し、その定在波の圧力によって放電アークを不安定にするいわゆる音響共鳴現象が起こり易くなることが知られている。そこで、放電開始後は音響共鳴現象を回避するために、定在波が発生しない周波数帯（以下、「窓」という）で点灯する必要がある。

図７は、本実施の形態で使用する定格電力２０Ｗセラミック製メタルハライドランプの窓及び共鳴周波数帯の分布を示す図である。図７に示すように４２ｋＨｚ〜５０ｋＨｚ付近で比較的広い窓が存在するので、この周波数帯を点灯周波数、即ちｆ１として選択するのが望ましい。また、点灯周波数が窓を外れた場合でも、その状態となってから音響共鳴現象が発生するまでに約１ｍｓ以上を要するので、１ｍｓ以下であれば、窓を外れても問題はない。従って、ｆ２は窓から外れているが、その期間を０.５ｍｓとしているので、音響共鳴現象が発生することはない。

なお、３５ｋＨｚ付近にも窓は存在するが、３０ｋ〜４０ｋＨｚはテレビリモコンの使用周波数と重なるため、点灯周波数としては適切ではない。
また、変調周期Ｔについては、ｆ１とｆ２とのランプ電流の違いによる明るさの段差が視認できない程度であればよく、２０ｍｓ以下とするのが望ましい。従って、本実施の形態では、Ｔ＝１１ｍｓとしている。

図８は、本実施の形態に係る一体型照明器具全体のシルエットと、それをソケットに挿入する際の右手１０１の姿勢を示すものである。本実施の形態では、ハウジング８４とリフレクタ８５との接合部は、ハウジング８４の最大径よりも小さい径となるように形成されている。このため、ソケットに対する口金８３の着脱が容易になる。

即ち、口金８３をソケットに対して着脱する際、人差し指１０１ｂの先端と中指１０１ｃの先端でハウジング８４とリフレクタ８５との接合部のくびれた部分を挟みこむように掴み、親指１０１ａで下からリフレクタ８５を保持すると共に、薬指１０１ｄと小指１０１ｅでリフレクタ８５を側面から保持する。そして、この状態で本体を回転させることにより、口金８３をソケットに対して確実に着脱させることができる。

これにより、本体の回転動作の際に、親指１０１ａ、薬指１０１ｄ及び小指１０１ｅが一瞬本体から離れても、人差し指１０１ｂ甲部と中指１０１ｃ甲部とで、ハウジング８４を確実に保持することができるので、本体を誤って落下させることなく、確実に本体を保持したまま、口金８３をソケットに対して着脱することができる。特に、口金８３をソケットから外す際、最後の回転で口金８３がソケットから外れた瞬間に次の回転を行なった場合には、親指１０１ａ、薬指１０１ｄ及び小指１０１ｅが本体から離れてしまうが、人差し指１０１ｂ甲部と中指１０１ｃ甲部とで本体を確実に保持できるので、本体を落下させる危険が大幅に減少する。

以上より、高圧が発生する負荷回路６と、信号系の制御回路５とを別の基板に分割したので、高圧発生部である負荷回路６から制御信号へ伝搬されるノイズが低減され、制御回路５の動作をより安定させることができる。また、２枚の基板にまたがる配線も２本で済むので、加工性を損ねることもない。さらに、２枚の基板に効率良く部品を配置したので、基板面積を小さくすることができ、その結果として一体型照明器具全体の外径を白熱電球と同等サイズ（φ６０ｍｍ）にすることができる。

なお、一体型照明器具としての用途以外にも使用できるようにリフレクタ８５の代わりに、電球形のグローブ（カバー部材）を装着可能としてもよい。また、リフレクタ８５に蓄光材を塗布し、再点灯待機状態においても、ある程度の明るさが得られる構成としてもよい。さらに、本実施の形態では、高圧放電ランプを光源として用いて、各基板には高圧放電ランプを点灯するための回路を実装したが、ハロゲンランプ、ＬＥＤ、無電極放電ランプ等の他の光源及びそれを点灯させるための回路を実装してもよい。

実施の形態２．
実施の形態１においては、一体型照明器具の構成部品が全て一体化されたものを示したが、本実施の形態においては、リフレクタ部が脱着可能なものを示す。

図９は、実施の形態２に係る一体型照明器具の構成を示す図である。本実施の形態が図２に示す実施の形態１と異なるのは、リフレクタ８５が脱着可能な点である。通常、スポットライト等は、同じ明るさの商品に対して数種類のビーム開き角についてラインナップされる。リフレクタ８５のビーム開き角は１０度〜３０度程度が一般的であるので、本実施の形態では、例えば、ビーム開き角１０度のリフレクタ８５ａと３０度のリフレクタ８５ｂとを交換可能とするものである。

また、一体型照明器具としての用途以外にも使用できるようにリフレクタ８５の代わりに、電球形のグローブ８６を装着可能としてもよい。さらに、リフレクタ８５に蓄光材を塗布し、再点灯待機状態においても、ある程度の明るさが得られる構成としてもよい。

以上のように、リフレクタを脱着可能としたので、メーカー側は、リフレクタ以外の部材の在庫管理を一元化でき、管理コストを低減することができると共に、ユーザー側は、照明設計を容易に変更することができる。

実施の形態３．
実施の形態１においては、点灯周波数をｆ１及びｆ２で変調するものを示したが、本実施の形態においては、さらに、点灯装置の保護機能を加えたものを示す。

図１０は、実施の形態３に係る高圧放電ランプ点灯装置を示す回路図である。この実施の形態３が図１に示す実施の形態１と異なるのは、ＭＯＳＦＥＴ４２（ＭＯＳＦＥＴ４１でも可）にサーミスタ４３が取り付けられ、サーミスタ４３が所定の温度以上を検知したら制御回路５の出力を停止し、所定の温度以下になったら再び出力を開始するものである。これにより、ＭＯＳＦＥＴ４２が高温時にインバータ回路４を間欠駆動させることができる。
また、口金８１と直流電源回路３との間に温度ヒューズ７０を挿入・接続すると共に、この温度ヒューズ７０をランプ７の近傍に取り付けることにより、ランプ７が所定の温度以上になった場合に、温度ヒューズ７０を断線させることができる。

一般に、高圧放電ランプは、消灯直後は発光管内のガス圧が高く、ガス圧が下がるまでの数分間は再点灯ができない。ちなみに、本実施の形態で使用する定格電力２０Ｗセラミック製メタルハライドランプの場合、再点灯まで約２分程度を要することが判っている。従って、消灯直後にＡＣ電源を再投入した場合や、電源が瞬時停電した場合には、ガス圧が高い状態での再点灯待ち状態となる。具体的には、図６（ａ）の状態で数分間待機することになる。ここで、放電開始前のｆ１は進相駆動となるため、ＭＯＳＦＥＴ４１，４２に通常点灯時以上の温度上昇が発生する。この温度上昇からＭＯＳＦＥＴ４１，４２を保護するため、温度に応じてインバータ回路４を間欠運転する。

図１１は、消灯（ｔ１）直後の再点灯待機状態（ｔ２以降）におけるサーミスタ４３及び温度ヒューズ７０の検出温度並びにインバータ回路４の出力状態を時間軸で示したものである。
再点灯待機状態では、温度ヒューズ７０の検出温度は通常点灯時より低くなるのに対し、サーミスタ４３の検出温度は通常点灯時よりも高くなり、間もなく間欠駆動となる。
なお、再点灯待機状態におけるインバータ回路４の駆動／停止の周期は数秒〜数十秒程度を想定している。

また、一般に高圧放電ランプは、寿命が進むとランプ電圧が上昇するので、定電流で点灯した場合、それに伴いランプ電力も上昇する。本実施の形態のようなハーフブリッジ構成の回路は定電流回路であるので、上記のようにランプ寿命が進むとランプ電力も増大する。本実施の形態においては、このランプ電力の増大に伴うランプ温度の上昇を温度ヒューズ７０で検出し、回路ＡＣ部分（ＡＣ電源１から直流電源回路３の間のいずれかの箇所）を断線させるものである。
これにより、再点灯待機時はインバータ４を間欠運転し、ランプ寿命末期の場合は点灯装置全体を使用不能なものとすることができる。

なお、サーミスタ４３は復帰型の感温素子であればよいので、図１０に示す回路記号（セラミック系サーミスタ）に限定されることなく、サーマルリードスイッチ、ポリマー系サーミスタ等を利用してもよい。
また、温度ヒューズ７０を制御回路５内に接続し、ランプ寿命末期の際に、制御回路５が出力できないようにしてもよい。

また、上記の高圧放電ランプ点灯装置を実施の形態１における図２に示すような一体型照明器具に応用する場合、リフレクタ８５に蓄光材を塗布し、再点灯待機状態においても、ある程度の明るさが得られる構成としてもよい。なお、実施の形態２における図９に示すようなグローブ８６に同様の加工をしてもよい。さらに、リフレクタ８５を着脱自在にしてもよい。

以上より、簡単な方法で、再点灯待機状態とランプ寿命末期時の点灯装置の保護を適切に行うことができる。

実施の形態４．
実施の形態１においては、１本のランプを装着するものを示したが、本実施形態においては、複数のランプを接続するものを示す。

図１２は、実施の形態４に係る高圧放電ランプ点灯装置を示す回路図である。この実施の形態４が図１に示す実施の形態１と異なるのは、ランプ７ａ，７ｂ，７ｃが並列に接続されている点である。この場合、放電開始前にｆ２による放電開始電圧が印加されると、３本のランプのうち最も放電し易いランプ１本のみが放電を開始し、他のランプは消灯状態となる。
ここで、仮にランプ７ａの点灯中にＡＣ電源１を切断して消灯した直後にＡＣ電源１を再投入した場合、一瞬再点灯待機状態に入るが、すぐにランプ７ｂとランプ７ｃのいずれかのうち点灯し易い方が点灯を開始することになる。

次に、図１３は、実施の形態４に係る一体型照明器具の構成を示す図である。この実施の形態４が図２に示す実施の形態１と異なるのは、リフレクタ８５の内部にランプ７ａ，７ｂ，７ｃが装着されている点である。また、基板８１が口金８３に近い側に配置されているが、各基板やランプ等が収納できれば、基板８１と基板８２の上下関係は問題とならない。

さらに、図１４に示すように、各ランプに温度ヒューズ（感温性のヒューズ）７１ａ，７１ｂ，７１ｃを直列接続して、各ランプの温度を検出するようにしてもよい。この場合、ランプ寿命が進むことによりランプ温度が上昇した場合、そのランプを回路から切り離すことができる。
なお、温度ヒューズ７１ａ，７１ｂ，７１ｃはヒューズの類であればよいので、図１４に示す回路記号に限定されることなく、例えば、素子の消費電力が所定値以上になったら断線するヒューズ抵抗等を用いてもよい。

以上のように、複数のランプを並列接続したので、消灯直後の再始動に時間を要しなくなる。また、接続されたランプがそれぞれ寿命を全うするようにしたので、一体型照明器具等に内蔵した場合、一体型照明器具そのものの寿命をランプの本数倍だけ延ばすことができる。
ちなみに、メタルハライドランプの寿命は１万時間程度のものが一般的である。本実施の形態においても使用するランプの寿命を１万時間とすると、約３万時間の寿命を確保することができる。

なお、一体型照明器具としての用途以外にも使用できるようにリフレクタ８５の代わりに、電球形のグローブを装着可能としてもよい。また、リフレクタ８５に蓄光材を塗布し、再点灯待機状態においても、ある程度の明るさが得られる構成としてもよい。さらに、リフレクタ８５を着脱自在にしてもよい。

実施の形態５．
実施の形態４においては、装着された複数のランプそれぞれにヒューズを直列接続して寿命末期のランプを切り離す構成のものを示したが、本実施の形態においては、寿命の進んでいないランプを選択的に点灯させる構成のものを示す。

図１５は、実施の形態５に係る高圧放電ランプ点灯装置を示す回路図である。この実施の形態５が図１２に示す実施の形態４と異なるのは、制御回路５にタイマー回路９が接続されている点である。タイマー回路９は、ＡＣ電源１の投入時に制御回路５の出力を周期的に駆動／停止させ、その後に制御回路５の出力を継続させる役割を持つ。

図１６は、タイマー回路９による制御回路５の出力状態と、ランプ７ａ，７ｂ，７ｃの点灯状態とを示すものである。ＡＣ電源１を投入すると、最初の駆動期間Ｔon１で最も放電開始のし易いランプ（例えばランプ７ｂ）が放電を開始する。続いて、期間Ｔoff１で消灯し、期間Ｔon２で次に放電開始し易いランプ（例えばランプ７ｃ）が放電を開始する。続いて、期間Ｔoff２で消灯し、期間Ｔon３で最も放電開始し難いランプ（例えばランプ７ａ）が放電開始し、その後点灯を継続する。

一般に高圧放電ランプは、放電開始の難易には微妙な個体差があるものの、寿命が進むほど放電開始がし易くなる傾向があることが判っている。寿命の差による放電開始の難易の差は、個体差による難易の差よりも大きいことから、前述のように最も放電開始の難しいランプを選択して点灯すれば、各ランプの寿命の進み方は均等なものとなる。

また、瞬時停電や消灯直後の再点灯の場合に、最もつき難いランプを選択して点灯しようとすると、直前まで点灯していたランプを再点灯しようとすることになってしまうので、消灯後所定の時間が経過するまでは、比較的放電開始がし易いランプを選択して放電開始させる必要がある。

図１７は、上記を勘案して構成したタイマー回路９の具体例を示す図である。
ＡＣ電源１を投入すると、定電圧源９１からダイオード９２、抵抗９３を介してコンデンサ９６を充電し、ＡＣ電源１を切断すると、抵抗９５、ダイオード９４を介してコンデンサ９６を定電圧源９１に対して放電するものである。コンパレータ９７ａ，９７ｂ，９７ｃ，９７ｄは、コンデンサ９６の電圧に応じて、出力を高レベル（Ｈｉｇｈ）か低レベル（Ｌｏｗ）に切り換え、トランジスタ９８ａ，９８ｂのオン／オフにより制御回路５の駆動／停止を決定するものである。
なお、図１７において、抵抗９３は抵抗９５よりも抵抗値を充分小さくし、コンデンサ９６の充電速度よりも放電速度を大幅に遅くしている。

図１８は、コンデンサ９６の電圧Ｖｃと、各トランジスタの出力状態と、制御回路５の出力状態との関係を示す図である。ＡＣ電源１の通常（消灯時間が充分な場合）の投入時は、コンデンサ９６の充電を数百ｍｓ〜数ｓとすると共に、消灯後の数分間程度はＶ３＜Ｖｃを保持できるように、抵抗９３、抵抗９５及びコンデンサ９６の定数を設定するものとする。なお、トランジスタ９８ａ，９８ｂが共にオフの時に制御回路５が駆動されるものとする。

図１８においては、時間ｔ０でＡＣ電源１を投入し、時間ｔ１でＡＣ電源１を切断し、時間ｔ２で再びＡＣ電源１を投入した場合を示している。時間ｔ０におけるＡＣ電源１の投入では、制御回路５はランプの本数に等しい回数の駆動開始動作を行い、時間ｔ２におけるＡＣ電源１の投入では、Ｖ３＜Ｖｃであるので１回のみ駆動開始動作を行うものである。
なお、Ｖ１＜Ｖｃ≦Ｖ３であれば、制御回路５は、２回の駆動開始動作を行うことになる。また、コンデンサ９６の放電時間を長くするために、電気二重層コンデンサ等を用いてもよい。

以上より、消灯後充分な時間が経過した後は、最も放電開始の難しいランプを選択的に点灯させ、消灯直後は、比較的放電開始のし易いランプを選択的に点灯させる構成としたので、簡単な構成で複数ランプの寿命を全うさせることができ、かつ、消灯直後の再点灯も可能な構成とすることができる。

なお、一体型照明器具としての用途以外にも使用できるようにリフレクタ８５の代わりに、電球形のグローブを装着可能としてもよい。また、リフレクタ８５に蓄光材を塗布し、再点灯待機状態においても、ある程度の明るさが得られる構成としてもよい。さらに、リフレクタ８５を着脱自在にしてもよい。

実施の形態６．
実施の形態１においては、ハウジング８４とリフレクタ８５の接合部がくびれた形状のものを示したが、実施の形態６においては、ハウジング８４とリフレクタ８５との少なくとも一方の外周に溝を設けた例を示す。
図１９は、本実施の形態に係る一体型照明器具全体のシルエットと、それをソケットに挿入する際の右手１０１の姿勢を示すものである。

図１９に示す一体型器具は、ハウジング８４ａの外周に溝８４ｂを設け、親指１０１ａと中指１０１ｃで溝８４ｂを掴み、人差し指１０１ｂ及び薬指１０１ｄ、場合によっては小指１０１ｅをハウジング８４ａ側面にあてがう。そして、この状態で本体を回転させることにより、口金８３をソケットに対して着脱させることができる。

これにより、本体の回転動作の際に、人差し指１０１ｂ、薬指１０１及び小指１０１ｅが一瞬本体から離れても、親指１０１ａと中指１０１ｃとが溝８４ｂに収まっていれば、ハウジング８４ａを親指１０１ａと中指１０１ｃの上に保持することができるので、本体を誤って落下させることなく、確実に本体を保持したまま、口金８３をソケットに対して着脱することができる。特に、口金８３をソケットから外す際、最後の回転で口金８３がソケットから外れた瞬間に次の回転を行なった場合には、人差し指１０１ｂ、薬指１０１及び小指１０１ｅが本体から離れてしまうが、親指１０１ａと中指１０１ｃとで本体を確実に保持できるので、本体を落下させる危険が大幅に減少する。

また、本実施の形態においては、プラスチックからなるハウジング８４ａを掴んで回転する構成とした。このため、周囲温度が常温(２５℃程度)の場合には、ランプ消灯直後であってもハウジング８４ａは４０〜５０℃程度にしかならず、本体取り外しの際に、火傷をする心配がない。

なお、図１９（ａ）では、溝の断面を円弧状に形成したが、図１９（ｂ）（ｃ）のように、断面矩形状或いは断面三角形状といった直線的な断面としてもよい。また、図２０に示すように、リフレクタ８５ａに同様の溝８５ｂを設けるようにしてもよい。リフレクタ８５ａに溝８５ｂを設けた場合、リフレクタ８５ａは消灯直後に高温となるので数分待たないと手を触れることはできないが、溝の位置が図１９（ｂ）等に比べて低いので、狭い取り付け場所であっても取り付け・取り外し作業が容易となる。さらに、ハウジング８４ａとリフレクタ８５ａとの各々に、溝８４ｂと溝８５ｂを設けてもよい。この場合にも、上記のものと同様に、取り付け・取り外し作業が容易となる。

また、本実施の形態では、高圧放電ランプを光源として用いて、各基板には高圧放電ランプを点灯するための回路を実装したが、ハロゲンランプ、ＬＥＤ、無電極放電ランプ等の他の光源及びそれを点灯させるための回路を実装してもよい。さらに、一体型照明器具としての用途以外にも使用できるようにリフレクタ８５の代わりに、電球形のグローブを装着可能としてもよい。また、リフレクタ８５に蓄光材を塗布し、再点灯待機状態においても、ある程度の明るさが得られる構成としてもよい。さらに、リフレクタ８５を着脱自在にしてもよい。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内において、例えば以下のように変更することも可能である。
（１）実施の形態１，２において、基板８１と基板８２のそれぞれ口金に対向する面に大型の電子部品を配置したが、図２１に示すように、基板８１と基板８２の互いに対向する面に大型の部品を配置し、かつ、基板８１に装着された部品と基板８２に装着された部品とが干渉しないようにして、一体型照明器具の全長を短くするようにしてもよい。

（２）実施の形態１，２において、カップリングコンデンサ６１を基板８２に実装したが、必要に応じて基板８１上に配置してもよい。また、図２２に示すようにカップリングコンデンサ６１を削除して、負荷回路６の終端を、平滑コンデンサ３３，３４の接続点に接続する構成としてもよい。

（３）各実施の形態において、直流電源回路３に倍電圧整流回路を用いたが、全波整流回路、昇圧コンバータ等を用いてもよい。

（４）各実施の形態において、インバータ回路４にハーフブリッジ構成のものを用いたが、フルブリッジ、一石電圧共振、プッシュプル等の構成のものを用いてもよい。

（５）各実施の形態において、制御回路５として他励式のものを示したが、図２３（ａ）（ｂ）のように自励式として低コストなものとしてもよい。制御信号生成のための帰還手段は、図２３（ａ）においては、カレントトランス１０１であり、図２３（ｂ）においては、コイル６２の２次巻線１０２となる。但し、図２３（ｂ）の場合、基板８１と基板８２との間の配線は４本となる。

（６）各実施の形態において、負荷回路６をチョークコイルと共振コンデンサの直列回路で構成して、両者の共振電圧を利用してランプの放電開始電圧を発生させる構成としたが、ランプ７に放電開始に必要な電圧が印加される構成であれば、他の方式を用いてもよい。例えば、図２４に示すように、共振コンデンサを省き、チョークコイル６２の補助巻線１０３にパルス発生回路１０４からのパルス電圧を印加し、チョークコイル６２及びランプ７にパルス状の放電開始電圧が印加される構成としてもよい。

（７）実施の形態４，５において、３本のランプが装着される例を示したが、２本以上であれば何本であってもよい。

（８）各実施の形態において、ランプ７に定格電力２０Ｗのセラミック製メタルハライドランプを用いたが、他の定格や材質のランプを用いてもよい。

本発明は、スポットライト、電球形照明器具等に適用できる。

実施の形態１に係る高圧放電ランプ点灯装置の構成を示す回路図である。 実施の形態１に係る一体型照明器具の構成図を示す図である。 （ａ）は、基板上の部品配置の概略を示す図である。また、（ｂ）は、基板上の部品配置の概略を示す図である。 制御回路の出力周波数を説明する図である。 （ａ）（ｂ）は、負荷回路のアドミタンスを示す図である。 （ａ）（ｂ）は、ランプ放電開始前後のランプ電圧とランプ電流を示すものである。 定格電力２０Ｗセラミック製メタルハライドランプの窓の分布を示すものである。 実施の形態１に係る一体型照明器具全体のシルエットと、それをソケットに挿入する際の右手の姿勢を示す図である。 実施の形態２に係る一体型照明器具の構成を示す図である。 実施の形態３に係る高圧放電ランプ点灯装置を示す回路図である。 消灯直後の再点灯待機状態におけるサーミスタ及び温度ヒューズの検出温度並びにインバータ回路の出力状態を時間軸で示した図である。 実施の形態４に係る高圧放電ランプ点灯装置を示す回路図である。 実施の形態４に係る一体型照明器具の構成を示す図である。 実施の形態４に係る高圧放電ランプ点灯装置の他の例を示す回路図である。 実施の形態５に係る高圧放電ランプ点灯装置の回路を示す図である。 タイマー回路による制御回路の出力状態と、３本のランプの点灯状態を示す図である。 タイマー回路の具体例を示す図である。 コンデンサの電圧Ｖｃ、各トランジスタの出力状態及び制御回路の出力状態の関係を示す図である。 実施の形態６に係る一体型照明器具全体のシルエットと、それをソケットに挿入する際の右手の姿勢を示す図である。 実施の形態６に係る一体型照明器具の他の例を示す図である。 一体型照明器具の他の構成例を示す図である。 高圧放電ランプ点灯装置の他の例を示す回路図である。 高圧放電ランプ点灯装置の他の例を示す回路図である。 負荷回路の他の例を示す回路図である。

符号の説明

１…ＡＣ電源、２…ノイズフィルタ、３…直流電源回路、４…インバータ回路、５…制御回路、６…負荷回路、７…ランプ、９…タイマー回路、３１,３２…ダイオード、３３,３４…平滑コンデンサ、４１,４２…ＭＯＳＦＥＴ、４３…サーミスタ、６１…カップリングコンデンサ、６２…チョークコイル、６３,６３ａ,６３ｂ,６３ｃ…共振コンデンサ、７,７ａ,７ｂ,７ｃ…ランプ、７０，７１ａ,７１ｂ,７１ｃ…温度ヒューズ、８１…基板（第１の基板）、８２…基板（第２の基板）、８３…口金、８４…ハウジング、８５,８５ａ,８５ｂ…リフレクタ（カバー部材）、８６…グローブ（カバー部材）、９１…定電圧源、９２，９４…ダイオード、９３，９５…抵抗、９６…コンデンサ、９７ａ，９７ｂ，９７ｃ，９７ｄ…コンパレータ、９８ａ，９８ｂ…トランジスタ、１０１…カレントトランス、１０２…２次巻線、１０３…補助巻線、１０４…パルス発生回路。

Claims (16)

1. ＡＣ電源を直流化する直流電源回路と、
   直流を１ｋＨｚ以上の高周波に変換するインバータ回路と、
   前記インバータ回路を駆動する制御回路と、
   高圧放電ランプの放電開始に必要な放電開始電圧を前記高圧放電ランプに印加すると共に、前記インバータ回路の出力を前記高圧放電ランプに印加する負荷回路と、
   前記直流電源回路、前記インバータ回路及び前記制御回路を実装した第１の基板と、
   前記負荷回路を実装した第２の基板とを備えることを特徴とする高圧放電ランプ点灯装置。
2. 前記負荷回路は、チョークコイルと共振コンデンサとの直列回路を有し、
   前記共振コンデンサと前記高圧放電ランプとが並列接続され、
   前記チョークコイルと前記共振コンデンサとの共振作用により、前記放電開始電圧を発生させることを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ点灯装置。
3. 前記第１の基板及び前記第２の基板は、略円形の形状を有し、互いに中心軸線が一致するように平行に配置されたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の高圧放電ランプ点灯装置。
4. 前記第１の基板における面実装部品以外の電子部品が配置された面と、前記第２の基板における面実装部品以外の電子部品が配置された面とを対向させると共に、前記第１及び第２の基板に配置された面実装部品以外の電子部品が互いに干渉しないように配置されたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の高圧放電ランプ点灯装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の高圧放電ランプ点灯装置と、
   前記第１の基板にＡＣ電源を投入するための口金と、
   前記第２の基板からの高周波出力を投入する１本の高圧放電ランプと、
   前記口金に装着され、前記第１の基板と前記第２の基板の少なくとも一方および前記高圧放電ランプを覆うハウジングと、
   前記ハウジングに装着され、前記高圧放電ランプを覆うカバー部材とを備え、
   前記第１の基板、前記第２の基板、前記高圧放電ランプ、前記口金、前記ハウジング及び前記カバー部材を一体化したことを特徴とする一体型照明器具。
6. 前記ＡＣ電源と前記直流電源回路との間、または前記制御回路内に接続された非復帰型の感温素子を更に備え、
   前記非復帰型の感温素子が所定温度を検出した場合に、前記高圧放電ランプを消灯し、再点灯できない状態とすることを特徴とする請求項５記載の一体型照明器具。
7. 並列接続された複数の高圧放電ランプと、
   前記高圧放電ランプに電力を供給するための点灯回路が実装された基板と、
   前記基板にＡＣ電源を投入するための口金と、
   前記口金に装着され、前記基板と前記複数の高圧放電ランプの双方、または前記基板のみを覆うハウジングと、
   前記ハウジングに装着され、前記複数の高圧放電ランプを覆うカバー部材とを備え、
   前記基板、前記複数の高圧放電ランプ、前記口金、前記ハウジング及び前記カバー部材を一体化したことを特徴とする一体型照明器具。
8. 前記複数の高圧放電ランプの各々に直列接続されたヒューズを更に備えたことを特徴とする請求項７記載の一体型照明器具。
9. 前記ヒューズは、感温性のヒューズであることを特徴とする請求項８記載の一体型照明器具。
10. 前記制御回路は、前記複数の高圧放電ランプのうち最も放電開始の難しい高圧放電ランプを選択して点灯することを特徴とする請求項７記載の一体型照明器具。
11. 前記制御回路は、前記複数の高圧放電ランプが消灯されてから所定の時間が経過する前は、直前まで点灯していた高圧放電ランプ以外の高圧放電ランプを選択して点灯すると共に、所定の時間が経過した後は、前記複数の高圧放電ランプのうち最も放電開始の難しい高圧放電ランプを選択して点灯することを特徴とする請求項７記載の一体型照明器具。
12. 光源と、
    前記光源に電力を供給するための点灯回路が実装された基板と、
    前記基板にＡＣ電源を投入するための口金と、
    前記口金に装着され、前記基板と前記光源との双方、または前記基板のみを覆うハウジングと、
    前記ハウジングに装着され、前記光源を覆うカバー部材とを備え、
    前記基板、前記光源、前記口金、前記ハウジング及び前記カバー部材を一体化し、
    前記ハウジングと前記カバー部材との接合部は、前記ハウジングの最大径よりも小さい径となるようにしたことを特徴とする一体型照明器具。
13. 光源と、
    前記光源に電力を供給するための点灯回路が実装された基板と、
    前記基板にＡＣ電源を投入するための口金と、
    前記口金に装着され、前記基板及び前記光源との双方、または前記基板のみを覆うハウジングと、
    前記ハウジングに装着され、前記光源を覆うカバー部材とを備え、
    前記基板、前記光源、前記口金、前記ハウジング及び前記カバー部材を一体化し、
    前記ハウジングと前記カバー部材との少なくとも一方の外周に溝を設けたことを特徴とする一体型照明器具。
14. 前記光源は、高圧放電ランプ、ハロゲンランプ、ＬＥＤ又は無電極放電ランプであることを特徴とする請求項１２又は請求項１３記載の一体型照明器具。
15. 前記カバー部材には、蓄光材が塗布されていることを特徴とする請求項５から請求項１４のいずれか一項に記載の一体型照明器具。
16. 前記カバー部材は、脱着可能であることを特徴とする請求項５から請求項１５のいずれか一項に記載の一体型照明器具。

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