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技術 点灯装置および照明器具

出願人 三菱電機株式会社三菱電機照明株式会社
発明者 芝原信一船山信介
出願日 2017年10月5日 (3年2ヶ月経過) 出願番号 2017-194908
公開日 2018年3月1日 (2年10ヶ月経過) 公開番号 2018-032637
状態 特許登録済
技術分野 照明装置の素子の配置,冷却,密封,その他 非携帯用の照明装置またはそのシステム
主要キーワード 制御電源端子 リード抵抗 入力端子台 制御端子台 出力端子台 基準電位用 書込端子 ラインアップ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年3月1日)のものです。
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図面 (4)

課題

外形長方形回路基板上における限られたスペースにおいて回路基板上のパターンレイアウト設計が困難になることを抑制する。

解決手段

照明器具は、発光モジュールと、点灯装置10と、を備える。点灯装置10は、長辺および短辺を持つ長方形の外形を備え、表面に配線部と基準電位導電部とが設けられた回路基板20と、回路基板の表面における短辺20dの側の端部に設けられ、配線部に接続される主端子台22と、回路基板の表面における短辺の側の端部において主端子台22の隣に設けられ、基準電位導電部に接続される制御端子台30と、を備える。制御端子台30は、主端子台22の側の端の部位である第一端部と、第一端部とは反対の側の端の部位である第二端部と、第二端部に設けられた基準電位端子31と、第一端部に設けられ基準電位端子とは異なる他の端子と、を備える。

概要

背景

従来、例えば、特開平8−330044号公報に開示されているように、蛍光ランプ用照明器具に組み込まれ、長方形外形を有しその端部に外部との接続用端子台を設けた点灯装置が知られている。

概要

外形が長方形の回路基板上における限られたスペースにおいて回路基板上のパターンレイアウト設計が困難になることを抑制する。照明器具は、発光モジュールと、点灯装置10と、を備える。点灯装置10は、長辺および短辺を持つ長方形の外形を備え、表面に配線部と基準電位導電部とが設けられた回路基板20と、回路基板の表面における短辺20dの側の端部に設けられ、配線部に接続される主端子台22と、回路基板の表面における短辺の側の端部において主端子台22の隣に設けられ、基準電位導電部に接続される制御端子台30と、を備える。制御端子台30は、主端子台22の側の端の部位である第一端部と、第一端部とは反対の側の端の部位である第二端部と、第二端部に設けられた基準電位端子31と、第一端部に設けられ基準電位端子とは異なる他の端子と、を備える。

目的

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、外形が長方形の回路基板上における限られたスペースにおいて回路基板上のパターンレイアウト設計が困難になることを抑制することができる点灯装置および照明器具を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

発光モジュールと、点灯装置と、を備え、前記点灯装置は、長辺および短辺を持つ長方形外形を備え、表面に配線部と基準電位導電部とが設けられた回路基板と、前記回路基板の前記表面における前記短辺の側の端部に設けられ、前記配線部に接続される主端子台と、前記回路基板の前記表面における前記短辺の側の前記端部において前記主端子台の隣に設けられ、前記主端子台の側の端の部位である第一端部と、前記第一端部とは反対の側の端の部位である第二端部と、前記第二端部に設けられ前記基準電位導電部に接続されて基準電位が与えられる基準電位端子と、前記第一端部に設けられ前記基準電位とは異なる電圧が与えられる他の端子と、を有する制御端子台と、を備える照明器具

請求項2

前記回路基板は、前記配線部および前記基準電位導電部と接続する点灯回路を備え、前記他の端子は、制御電源を出力する制御電源端子であり、前記制御端子台は、前記制御電源端子と前記基準電位端子との間に、前記点灯回路の制御用の信号を通すための信号通信端子を備える請求項1に記載の照明器具。

請求項3

長辺および短辺を持つ長方形の外形を備え、表面に配線部と基準電位導電部とが設けられた回路基板と、前記回路基板の前記表面における前記短辺の側の端部に設けられ、前記配線部に接続される主端子台と、前記回路基板の前記表面における前記短辺の側の前記端部において前記主端子台の隣に設けられ、前記主端子台の側の端の部位である第一端部と、前記第一端部とは反対の側の端の部位である第二端部と、前記第二端部に設けられ前記基準電位導電部に接続されて基準電位が与えられる基準電位端子と、前記第一端部に設けられ前記基準電位とは異なる電圧が与えられる他の端子と、を有する制御端子台と、を備える点灯装置。

請求項4

発光モジュールと、点灯装置と、を備え、前記点灯装置は、表面に点灯回路が設けられ、二つの長辺および二つの短辺を持つ長方形の外形を備えた回路基板と、前記回路基板の前記表面における前記二つの短辺のうち一方の短辺の側の端部に設けられ、前記一方の短辺の中央よりも前記一方の短辺と前記二つの長辺のうち一方の長辺とが連結する隅部の側へと偏らせて配置された制御端子台と、を備え、前記制御端子台は、前記一方の長辺の側の端の部位である外側端部と、前記外側端部とは反対の側の端の部位である内側端部と、前記外側端部に設けられ基準電位が与えられる基準電位端子と、前記基準電位とは異なる電圧が与えられ前記内側端部に設けられた他の端子と、を備える照明器具。

請求項5

表面に点灯回路が設けられ、二つの長辺および二つの短辺を持つ長方形の外形を備えた回路基板と、前記回路基板の前記表面における前記二つの短辺のうち一方の短辺の側の端部に設けられ、前記一方の短辺の中央よりも前記一方の短辺と前記二つの長辺のうち一方の長辺とが連結する隅部の側へと偏らせて配置された制御端子台と、を備え、前記制御端子台は、前記一方の長辺の側の端の部位である外側端部と、前記外側端部とは反対の側の端の部位である内側端部と、前記外側端部に設けられ基準電位が与えられる基準電位端子と、前記基準電位とは異なる電圧が与えられ前記内側端部に設けられた他の端子と、を備える点灯装置。

技術分野

0001

本発明は、点灯装置および照明器具に関する。

背景技術

0002

従来、例えば、特開平8−330044号公報に開示されているように、蛍光ランプ用照明器具に組み込まれ、長方形外形を有しその端部に外部との接続用端子台を設けた点灯装置が知られている。

先行技術

0003

特開平8−330044号公報

発明が解決しようとする課題

0004

近年では、蛍光ランプなどよりも省エネ発光ダイオード素子LED素子)を発光素子として搭載した照明器具が普及してきている。LED素子を備える照明器具においても、蛍光ランプを用いる従来の長尺ないわゆる直管型照明器具と同じような、長尺な外形を有する商品ラインアップされている。本願発明者は、点灯装置の内部に設けられたLED制御回路機能拡張などの観点から、追加的な接続ユニットを接続したいというニーズがあり、そのための制御端子台を設けるという新規な着想を得た。この制御端子台を外形が長方形の点灯装置およびこれを備え同様に外形が長方形の照明器具に対して設けることが考えられる。しかしながら、従来の一般的な直管照明用の点灯装置は、上記背景技術で説明したように端部に端子台を設けることが通常である。外形が長方形の点灯装置に制御端子台を追加する場合、これに応じて回路基板配線パターンを追加しなければならない。回路基板上には限られたスペースしかなく、特に外形が長方形の回路基板は端子台が配置される端部近傍のスペースに制約があるので、制御端子台を追加しようとすると回路基板上のパターンレイアウト設計が困難になるという問題があった。

0005

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、外形が長方形の回路基板上における限られたスペースにおいて回路基板上のパターンレイアウト設計が困難になることを抑制することができる点灯装置および照明器具を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本願第一発明にかかる照明器具は、発光モジュールと、点灯装置と、を備え、前記点灯装置は、長辺および短辺を持つ長方形の外形を備え、表面に配線部と基準電位導電部とが設けられた回路基板と、前記回路基板の前記表面における前記短辺の側の端部に設けられ、前記配線部に接続される主端子台と、前記回路基板の前記表面における前記短辺の側の前記端部において前記主端子台の隣に設けられ、前記主端子台の側の端の部位である第一端部と、前記第一端部とは反対の側の端の部位である第二端部と、前記第二端部に設けられ前記基準電位導電部に接続されて基準電位が与えられる基準電位端子と、前記第一端部に設けられ前記基準電位とは異なる電圧が与えられる他の端子と、を有する制御端子台と、を備える。

0007

本願第二発明にかかる点灯装置は、長辺および短辺を持つ長方形の外形を備え、表面に配線部と基準電位導電部とが設けられた回路基板と、前記回路基板の前記表面における前記短辺の側の端部に設けられ、前記配線部に接続される主端子台と、前記回路基板の前記表面における前記短辺の側の前記端部において前記主端子台の隣に設けられ、前記主端子台の側の端の部位である第一端部と、前記第一端部とは反対の側の端の部位である第二端部と、前記第二端部に設けられ前記基準電位導電部に接続されて基準電位が与えられる基準電位端子と、前記第一端部に設けられ前記基準電位とは異なる電圧が与えられる他の端子と、を有する制御端子台と、を備える。

0008

本願第三発明にかかる照明器具は、発光モジュールと、点灯装置と、を備え、前記点灯装置は、表面に点灯回路が設けられ、二つの長辺および二つの短辺を持つ長方形の外形を備えた回路基板と、前記回路基板の前記表面における前記二つの短辺のうち一方の短辺の側の端部に設けられ、前記一方の短辺の中央よりも前記一方の短辺と前記二つの長辺のうち一方の長辺とが連結する隅部の側へと偏らせて配置された制御端子台と、を備え、前記制御端子台は、前記一方の長辺の側の端の部位である外側端部と、前記外側端部とは反対の側の端の部位である内側端部と、前記外側端部に設けられ基準電位が与えられる基準電位端子と、前記基準電位とは異なる電圧が与えられ前記内側端部に設けられた他の端子と、を備える。

0009

本願第四発明にかかる点灯装置は、表面に点灯回路が設けられ、二つの長辺および二つの短辺を持つ長方形の外形を備えた回路基板と、前記回路基板の前記表面における前記二つの短辺のうち一方の短辺の側の端部に設けられ、前記一方の短辺の中央よりも前記一方の短辺と前記二つの長辺のうち一方の長辺とが連結する隅部の側へと偏らせて配置された制御端子台と、を備え、前記制御端子台は、前記一方の長辺の側の端の部位である外側端部と、前記外側端部とは反対の側の端の部位である内側端部と、前記外側端部に設けられ基準電位が与えられる基準電位端子と、前記基準電位とは異なる電圧が与えられ前記内側端部に設けられた他の端子と、を備える。

発明の効果

0010

第一発明および第二発明によれば、低電側の基準電位端子と、高電圧側の端子とを、極力遠ざけることができる。低電圧側の回路と高電圧側の回路とを、回路基板の上で区別的に偏らせた配線パターンを設計しやすくなるので、パターンレイアウト設計が容易となる。

0011

第三発明および第四発明によれば、回路基板の隅の部位に偏らせて配置した制御端子台において、基準電位端子をなるべく回路基板の隅部の側へと配置することができる。その結果、基準電位端子が回路基板の一方の長辺の側へ偏らせて配置されるので、基準電位端子と接続する導電部を回路基板の上で高電圧側と区別的に偏らせることが容易となり、パターンレイアウト設計が容易となる。

図面の簡単な説明

0012

本発明の実施の形態にかかる点灯装置を示す側面図である。
本発明の実施の形態にかかる点灯装置を示す平面図である。
本発明の実施の形態にかかる点灯装置およびこれを備えた照明器具を示す回路図である。

実施例

0013

図1は、本発明の実施の形態にかかる点灯装置10を示す側面図であり、図2はその平面図である。点灯装置10は、図1の奥行き方向に伸びる外形が長方形の部品である。図3は、本発明の実施の形態にかかる点灯装置10およびこれを備えた照明器具1を示す回路図である。照明器具1は直管型であり(なお、LEDモジュール80および照明器具1の機械的構造の図示は省略する)、従来の直管型蛍光灯と同様に外形が細長い長方形のLEDモジュール80と、これと同じく外形が細長い長方形の点灯装置10とを備えている。LEDモジュール80には複数の発光ダイオード素子(LED素子)が一方向に並べられ、それら複数のLED素子は互いに電気的に直列接続並列接続あるいは直並列接続される。図1に示すように、点灯装置10は、回路基板20と、これを挟み込む上カバー11および下カバー14を備えている。図2の平面図に示すように、照明器具1は、外形が長方形の回路基板20を備えている。上カバー11は、図2に示すように回路基板20の表面を覆いつつ回路基板20の端部を覆わない。一方、下カバー14は、回路基板20と同じ長さ寸法を有している。

0014

回路基板20には、図3に記載された昇圧チョッパ回路41およびバックコンバータ回路42を含む各種回路が設けられており、すなわちこれらの回路はLEDモジュール80を点灯させるための点灯回路である。回路基板20の表面における一方の短辺20c側の端部には、入力端子台12が設けられている。回路基板20の表面における他方の短辺20d側の端部には、出力端子台22および制御端子台30が並んで設けられている。図1の側面図に示すように、出力端子台22は回路基板20の平面方向に並ぶ正極出力端子24および負極出力端子26を備えており、これらの端子24,26はバックコンバータ回路42の出力側と接続している。正極出力端子24および負極出力端子26はLEDモジュール80に接続すべき端子である。制御端子台30は、回路基板20の平面方向に並んだ複数の端子31〜36を備える。回路基板20の平面方向に、複数の端子31〜36、負極出力端子26、正極出力端子24がこの順に並んでいる。

0015

複数の端子31〜36は、グランドに接続される基準電位端子31と、LED制御回路70からの信号を外部に出力するための出力端子32と、LED制御回路70に対して外部からの信号を入力するための入力端子33と、LED制御回路70内のフラッシュメモリアクセスして書き込みを行うための書込端子34と、LED制御回路70と接続するリセット端子35と、制御電源電圧VCCを出力する制御電源端子36とを備えている。図1に示すように基準電位端子31は出力端子台22とは逆側の端に位置しており、複数の端子31〜36のうち最も出力端子台22から遠くに配置されている。上カバー11を取り外さなくとも書込端子34を介してLED制御回路70の内部のメモリ(典型的にはフラッシュメモリ)にアクセスして書き込みを行うことができる。

0016

直管型照明器具1に適した長尺回路基板20上の限られたスペースにおいて、負極出力端子26と基準電位端子31とが互いに逆側の端に位置するように、出力端子台22と制御端子台30を配置することができる。これにより、低電圧側の基準電位端子31と高電圧側の出力端子とを極力遠ざけることができる。低電圧側の回路と高電圧側の回路とを回路基板20上で区別的に偏らせて配線パターンを設計しやすくなるので、回路基板20上のパターンレイアウト設計が容易になる。なお、出力端子台22において負極出力端子26と正極出力端子24の位置を入れ替えても良い。

0017

図2は、回路基板20の表面における配線パターンのレイアウトが模式的に示されている。回路基板20は、平行に伸びる2つの長辺20a、20bを備えている。基準電位端子31に近い側の長辺20bに沿って、基準電位用の基準電位ゾーン44が設けられており、このゾーンに基準電位用の導電層が設けられている。これにより、基準電位用の導電性層をまとめることができ、回路基板20上のパターンレイアウトがさらに容易になる。出力端子台22に近い側の長辺20aに沿って、整流後高電圧ゾーン40および点灯回路側高電圧ゾーン43が設けられている。整流後高電圧ゾーン40は、整流回路52が設けられこの整流回路52が整流した直流電圧を取り扱うための領域である。点灯回路側高電圧ゾーン43は、バックコンバータ42を含む点灯回路側の高電圧ゾーンであり、正極出力端子24と接続する配線層が設けられている。これにより、高電圧ゾーンをそれぞれまとめることができるとともに、特に長辺20a、20bそれぞれに高電圧ゾーンと低電圧の基準電圧ゾーンとを遠ざけて配置することができ、回路基板20上のパターンレイアウトが最適化される。バックコンバータ回路42は、LEDモジュール80のLED素子の電流を検出するLED電流検出用抵抗R4を含む。電流検出抵抗R4の一端が負極出力端子26と接続し、電流検出抵抗R4の他端が基準電位ゾーン44の導電層に接続している。これにより、電流検出抵抗R4として特にリード抵抗を用いた場合に回路基板20上へ配置しやすくなる。

0018

図3の回路図に示すように、点灯装置10は、スイッチ51を介して正極入力端子12aおよび負極入力端子12bに接続するダイオードブリッジである整流回路52と、整流回路52の出力端に接続する突入電流防止回路53と、昇圧チョッパ回路41と、バックコンバータ回路42とを備えている。点灯装置10は、さらに、パワーデバイスで構成され制御電源電圧VCCを生成するスイッチング電源58、降圧回路59、スイッチング素子56、57のゲートに接続したMOSFETドライバ60、ダイオードD2、コンデンサC3、およびLED電流を検出する抵抗R4を備えている。正極入力端子12aおよび負極入力端子12bは交流電源Vacに接続され、これらの回路を用いて交流電源VacからLEDモジュール80の電源が生成される。

0019

昇圧チョッパ回路41は、突入電流防止回路53を介して一端が整流回路52の高電位側に接続されるインダクタ54と、このインダクタ54の他端に接続されるMOSFETであるスイッチング素子56と、アノード端子がスイッチング素子56とインダクタ54との接続点に接続されるダイオードD1と、このダイオードD1のカソード端子に正極が接続され整流回路52の低電位側に負極が接続される平滑コンデンサC1と、この平滑コンデンサC1に並列に接続される抵抗R1、R3の直列回路と、スイッチング素子56に直列に接続された抵抗R2とを備えている。平滑コンデンサC1の両端電圧が抵抗R1、R3を用いて分圧されLED制御回路70に入力される。スイッチング素子56の電流に比例する抵抗R2の電圧値も、LED制御回路70に入力される。LED制御回路70は、これらの入力値に基づいてスイッチング素子56をオンオフするための信号をMOSFETドライバ60に入力する。LED制御回路70からの制御信号に従って、MOSFETドライバ60はスイッチング素子56のゲートに駆動信号を与える。

0020

バックコンバータ回路42はMOSFETからなるスイッチング素子57とダイオードD3の直列回路を備えており、この直列回路が昇圧チョッパ回路41の平滑コンデンサC1と並列に接続されている。バックコンバータ回路42は、チョークコイルL1、平滑コンデンサC2、および抵抗R4の直列回路を備えており、この直列回路がダイオードD3に並列に接続されている。抵抗R4は、LEDモジュール80に流れるLED電流を検出するためのものである。バックコンバータ回路42は、いわゆる非絶縁型降圧コンバータである。LED電流を検出する抵抗R4からの検出電圧がLED制御回路70に入力され、LED制御回路70はこの検出電圧に基づいて、LED素子に流れる電流が一定電流になるようにバックコンバータ回路42のスイッチング素子57をオンオフする。

0021

負極出力端子26は配線62および電流検出抵抗R4を介してグランドに接続している。基準電位端子31は配線64を介して配線62に接続することでグランドに接続している。本実施の形態ではこの配線62、64を極力遠ざけるように、負極出力端子26および基準電位端子31を離して配置している。なお、制御端子台30が備える複数の端子31〜36は、それぞれ、回路基板20に設けた配線パターンと接続することで点灯装置10の各回路に電気的に接続している。つまりフォトカプラなどの高価な絶縁部品を使用して点灯装置10の外部との信号伝送を行うものではない。

0022

図3には、接続ユニット100も図示されている。接続ユニット100は、制御端子台30を介して複数の端子31〜36と接続可能に構成されており、点灯装置10およびこれを備えた照明器具1の機能を拡張することができる。一例としては、接続ユニット100は、人の存在を検知する人感センサとすることができる。人感センサとしての接続ユニット100は、その内部回路が基準電位端子31を介してグランドに接続され、制御電源端子36から電源の供給を受け、入力端子33を介してセンサ信号をLED制御回路70に入力する。LED制御回路70は、人感センサとしての接続ユニット100による検知結果に基づいて点灯制御を行う。ただし本発明はこれに限られるものではなく、人検知以外の各種の拡張機能を実現するために様々な機能を備えた接続ユニット100を準備すればよく、これにより取付工事をした後などの事後的な場面において、点灯装置10および照明器具1の機能拡張が容易となる。

0023

1照明器具、10点灯装置、11 上カバー、12入力端子台、12a正極入力端子、12b負極入力端子、14 下カバー、20回路基板、20a、20b 長辺、20c、20d 短辺、22出力端子台、24正極出力端子、26負極出力端子、30制御端子台、31基準電位端子、32出力端子、33入力端子、34書込端子、35リセット端子、36制御電源端子、40整流後高電圧ゾーン、41昇圧チョッパ回路、42バックコンバータ回路、43点灯回路側高電圧ゾーン、44基準電位ゾーン、51 スイッチ、52整流回路、53突入電流防止回路、54インダクタ、56、57スイッチング素子、58スイッチング電源、59降圧回路、60MOSFETドライバ、62、64配線、70LED制御回路、80LEDモジュール、100 接続ユニット

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