JPH07240284A - 放電管点灯装置および照明器具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡易な構成で、スイッチ素子への高圧パルス
の印加を回避できる放電灯点灯装置を提供すること。 【構成】 複数の発光管１１，１２，２１，２２を、電
圧の異なる極性で始動する２本の発光管（１１，１
２）、（２１，２２）を対として、個別の外管１５，２
５内に各々、収納し、放電ランプを構成する。各放電ラ
ンプの一方の極を高圧側へ共通に接続して、他方の極を
それぞれスイッチ回路５の接点Ｓ１，Ｓ２へ接続する。
電源投入手段１ａ，１ｂのオン・オフ信号に基づいて、
スイッチ回路５を制御し、一方の放電ランプで主回路を
形成する。さらに、放電ランプ１０の電極へ極性の異な
るパルスを供給し、外管１０内の一対の発光管１１、１
２を順次点灯させる。点灯終了後、他方の放電ランプ２
０で主回路を構成し、同様の動作を繰り返す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外管内に２本の発光管
を収納したランプを２本同一照明器具内に収納し、４つ
の発光管を均等に点灯させることにより寿命を長くし、
発光管の交換とうの保守をなくすことができる点灯制御
装置および照明器具に関する。

【０００２】

【従来の技術】道路表示板などの交通情報表示装置は、
照明、通信など、その用途から種々の製品が開発されて
いる。照明器具では、各種用途から、各種光源、各種蛍
光体など光学系の検討がなされ、半導体の応用も盛んに
なってきている。

【０００３】一方、気体放電現象を用いた放電管も現在
主流を為しており、クイックスタータ、低電圧始動など
が検討され、高圧ナトリウムランプなどでは、チョーク
始動方式を採用し、発光管の電極間へ高圧パルスを印加
することにより放電を始動させている。

【０００４】交通信号などを制御する照明器具では、こ
のような発光管を２本、外管内に収納し、４つの発光管
を順次交互に点灯させるようにして寿命を長くしたラン
プが、よく知られている。

【０００５】上記のような、高圧パルスを順次、放電管
に印加し、ランプの長寿命化を図った例として、たとえ
ば、本出願人の特願平５−２４５４８９号に記載された
放電灯点灯装置および照明器具が挙げられる。

【０００６】図５に従来の放電灯点灯装置の構成を示
す。図５において、交流電源ＡＣに電源投入手段１ａ，
１ｂが接続され、一定の周期でオン、オフされる。スイ
ッチ制御回路４がＡＣ電源ラインに接続されており、電
源のオン・オフに基づきスイッチ制御回路４から後段の
ＤＰＤＴスイッチ回路５ａ，５ｂへ制御信号が送られ
る。

【０００７】スイッチ制御回路２とＤＰＤＴ回路５は、
たとえば、リレー回路で構成され、ＡＣ電源により、励
磁コイル（スイッチ制御回路）が駆動され、ＤＰＤＴス
イッチの極Ｐａと、どちらか一方の接点（Ｓ１ａ，Ｓ２
ａ）および極Ｐｂとどちらか一方の接点（Ｓ１ｂ，Ｓ２
ｂ）との機械的な接続を得る。

【０００８】高圧パルス発生制御回路は、パルス発生回
路３と安定器（コイル）８で構成され、制御回路２から
の信号に基づいて、高圧パルスを発生する。制御回路３
からの信号は、電源投入手段１ａ，１ｂのオン・オフに
基づき、高圧パルス発生回路の出力パルスの極性を反転
させている。

【０００９】また、交流電源ラインの一方に直列に接続
された安定器を介してＤＰＤＴスイッチ回路５ｂの一方
の極（Ｐb ）が接続され、交流電源ラインの他方には、
前記ＤＰＤＴスイッチ回路５ａの他方の極（Ｐa ）が接
続される。ＤＰＤＴスイッチ回路の各接点は、それぞれ
次段の一対の発光管を備えた放電ランプ１０，２０の電
極へそれぞれ接続される。

【００１０】発光管１１，１２、２１，２２には、それ
ぞれナトリウムと水銀およびキセノンガスが封入されて
いる。発光管１１および１２は、電気的に並列に接続さ
れており、発光管２１および２２も同様に接続されてい
る。

【００１１】発光管１１，１２は、始動用の補助電極を
構成する近接導体１３，１４を有しており、高圧パルス
の印加による局部放電により始動され、主放電へ移行す
る。

【００１２】放電ランプ１０は、始動用の補助電極１
３、１４が設けられた電極側と他方がそれぞれ相互に並
列接続された複数の発光管１１，１２を備え、外管１５
内に収納される。

【００１３】この放電ランプ１０へ前記高圧パルス発生
回路からの高圧パルスを印加する。

【００１４】外管１５へ極性の反転した高圧パルスが順
次印加され、一対の発光管１１，１２が順次始動され、
点灯する。

【００１５】さらに一連の極性反転パルスを印加後、Ｄ
ＰＤＴスイッチの接点を切り替えることにより、もう一
方の放電ランプ２０へ極性の反転したパルスを印加し、
順次点灯する。放電ランプ２０は、放電ランプ１０と同
様の構成であり、一対の発光管２１，２２が収納されて
おり、放電ランプ１０と電気的に並列に接続される。

【００１６】このような構成にすることにより、４本の
発光管１１，１２，１３，１４を順次点灯させることが
できる。

【００１７】しかしながら、このような構成では、スイ
ッチ回路５ａ，５ｂの接点間に高圧パルスが印加され、
高電圧での使用から機械スイッチの接点の信頼性が著し
く劣化するという欠点があった。

【００１８】この問題を改善する方法としてスイッチに
大電力用の電子スイッチを用いる方法がある。

【００１９】図６に電子制御スイッチ素子を用いた点灯
装置の構成例を示す。

【００２０】機械スイッチの代わりに電力スイッチ素子
たとえばトライアックを用いた例であり、ゲートに制御
信号を与えて導通を制御している。（たとえば、特願平
５−２４５４８９号明細書参照）図６に示すように、パ
ルストランス５０を用いて高圧パルス発生回路を構成し
ており、安定器４０にこのパルストランス５０を接続し
て始動用の高圧パルスを発生している。

【００２１】しかしながら、このような構成では、電力
スイッチ素子６１，６２へ高圧パルスが頻繁に印加され
るため、スイッチ素子の使用条件から素子寿命が劣化
し、部品の信頼性が劣化するという欠点があった。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、始動用の
高圧パルスの出力端にスイッチ素子を設けた場合、機械
接点の信頼性あるいは素子寿命などが劣化するという問
題があった。

【００２３】そこで、本発明はこのような問題に鑑み、
簡易な構成で、スイッチ素子への高圧パルスの印加を回
避できる放電灯点灯装置を提供することを目的としてい
る。

【００２４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の点灯制御
装置は、交流電源の接続、断を周期的に行う電源投入手
段と、放電始動用の近接導体を一方の電極側に有する発
光管を備え、近接導体が設けられた電極側と他方がそれ
ぞれ相互に並列接続された複数の発光管が外管内に収納
された少なくとも２以上の放電ランプと、前記複数の発
光管を始動させる高圧パルスを発光管の電極へ供給する
高圧パルス発生手段と、前記電源投入手段からの接続信
号に基づいて、前記高圧パルス発生回路から出力される
高圧パルスの極性を順次反転させる制御回路と、前記放
電ランプの一方の電極が前記高圧パルス発生回路の高圧
側へ共通に接続され、他方の電極が、前記電源投入手段
の接続信号に基づいて、接続回数の偶数回毎に順次高圧
発生手段の低圧側へ接続され、前記放電ランプへ高圧発
生回路から出力される高圧パルスを切り替えて供給する
切り替え手段とを具備したことを特徴とする。

【００２５】請求項２記載の点灯制御装置は、交流電源
の接続、断を周期的に行う電源投入手段と、放電始動用
の近接導体を一方の電極側に有する発光管を備え、近接
導体が設けられた電極側と他方がそれぞれ相互に並列接
続された複数の発光管が外管内に収納された少なくとも
２以上の放電ランプと、前記複数の発光管を始動させる
高圧パルスを発光管の電極へ供給する高圧パルス発生手
段と、前記電源投入手段からの接続信号に基づいて、前
記高圧発生手段から出力される高圧パルスの極性を順次
反転させる制御手段と、前記高圧パルス発生手段の入力
端に設けられ、前記放電ランプの一方の電極が、それぞ
れ、対応する２以上の高圧パルス発生手段を介して接続
され、前記制御手段からの信号に基づいて、前記２以上
の放電ランプの内、一放電ランプを選択する選択手段と
を具備したことを特徴とする。

【００２６】請求項３記載の照明器具は、 同一器具内
に発光管を２本有する放電ランプを少なくとも２本以上
収納し、請求項１記載または請求項２記載の放電管点灯
装置で点灯制御することを特徴とする照明器具。

【００２７】

【作用】請求項１記載の本発明においては、発光管への
始動用高圧発生パルスの印加を低圧側で切り替えるた
め、スイッチ素子へ高圧パルスを直接印加することを回
避できる。

【００２８】請求項２記載の本発明においては、発光管
への始動用高圧発生パルスの印加を高圧発生パルス回路
の入力端で選択するため、スイッチ素子へ高圧パルスを
直接印加することを回避できる。

【００２９】請求項３記載の本発明においては、点灯装
置からの点滅信号がランプに平均的に加えられるため、
ランプの点灯時間を平均的に制御できる。。

【００３０】

【実施例】図１は、本発明の放電灯点灯装置の一実施例
を示す回路図を示す。図と同様の構成要素には、同様の
符号を付して説明を加えるものとする。交流電源ＡＣに
電源投入手段１ａ，１ｂが接続され、一定の周期でオ
ン、オフされる。スイッチ制御回路４がＡＣ電源ライン
に接続されており、ＡＣ電源のオン・オフに基づきスイ
ッチ制御回路４から後段のＳＰＤＴスイッチ回路５へ制
御信号が送られる。電源投入手段は、たとえば、トライ
アックなどの電力用半導体素子、あるいはリレー回路な
どにより構成される。

【００３１】スイッチ制御回路４とＳＰＤＴスイッチ回
路５は、たとえばリレー回路で構成され、ＡＣ電源によ
り励磁コイルが駆動され、ＳＰＤＴの極Ｐとどちらか一
方の接点（Ｓ１あるいはＳ２）との機械的な接続を得
る。

【００３２】高圧パルス発生制御回路は、パルス発生回
路３と安定器（コイル）８で構成され、制御回路２から
の信号に基づいて、高圧パルスを発生する。制御回路２
からの信号は、電源投入手段１ａ，１ｂ手段のオン・オ
フに基づき、高圧パルス発生回路から出力される高圧パ
ルスの極性を反転させている。

【００３３】また、交流電源ラインの一方は、安定器８
が直列に接続され、交流電源ラインの他方には、前記Ｓ
ＰＤＴスイッチ回路５の極（Ｐ）が接続される。ＳＰＤ
Ｔスイッチ回路５の各接点Ｓ１，Ｓ２は、それぞれ次段
の一対の発光管を備えた放電ランプ１０，２０の電極へ
それぞれ接続され、高圧パルスが印加される高圧側は、
共通に安定器８へ接続される。

【００３４】制御回路２と前記ＳＰＤＴスイッチ回路５
の一方の接点間、また高圧パルス発生回路と前記接点間
には、ＳＰＤＴスイッチ回路５の切り替え時の分離を行
う回路すなわち各放電ランプ１０，２０の切り替えを確
実に行い、一方の点灯動作が他方の点灯動作へ影響しな
いような接点間Ｓ１，Ｓ２の分離回路６，７を設けてあ
る。

【００３５】発光管１１，１２は、始動用の補助電極を
構成する近接導体１３，１４を有しており、高圧パルス
の印加による局部放電により始動され、主放電へ移行す
る。放電ランプ１０は、始動用の補助電極１３、１４が
設けられた電極側と他方がそれぞれ相互に並列接続され
た複数の発光管１１，１２を備え、外管１５内に収納さ
れる。放電ランプ２０は、放電ランプ１０と同様の構成
であり、放電ランプ１０と電気的に並列に接続される。

【００３６】図１の動作を図２を用いて説明する。図２
（ａ）は、電源投入手段１ａ，１ｂの電源オン・オフ信
号であり、図２（ｂ）は、交流電源接続時の１サイクル
の電源波形であり、図２（ｃ）は、ＳＰＤＴスイッチの
接点（Ｓ１、Ｓ２）の接続状態を示す図であり、図２
（ｄ）は、高圧パルス電圧波形であり、図２（ｅ）は、
ランプの点灯状態を示す図である。

【００３７】電源スイッチ信号により、交流電源ＡＣが
接続され、放電ランプへ電力が供給される（図２（ｂ）
参照）。交流電源ＡＣの接続回数の偶数回毎にスイッ
チ制御回路４からＳＰＤＴスイッチ回路５へスイッチ切
り替え信号が供給される。この切り替え信号により、ど
ちらか一方の放電ランプ１０，２０が接続され、電極へ
の始動パルスの印加により点灯可能な状態に設定され
る。放電ランプの電極へは、放電始動用の高圧パルスと
ＡＣ電圧が重畳されて供給され、高圧パルスの印加後、
ＡＣ電源から電力が供給される。

【００３８】また、外管内の発光管１１，１２は、近接
導体すなわち始動用の補助電極１３，１４へ異なる極性
のパルスが印加されることにより、点灯可能になるよう
に外管１０内に収納されており、高圧パルス発生回路
３、８からの電圧の極性反転パルスが順次印加され、各
発光管１１，１２が交互に点灯する。

【００３９】すなわち、一方の放電ランプへ正極性ある
いは負極性の高圧パルスが重畳されたＡＣ電圧を供給す
ることにより、放電ランプ内のどちらか一方の発光管を
点灯させ、その後、ＳＰＤＴスイッチ回路５を切り替
え、他方の放電ランプ２０へ同様に高圧パルスが重畳さ
れたＡＣ電圧を供給し、放電ランプ内のどちらか一方の
発光管２１，２２を交互に点灯させる。

【００４０】したがって、図２（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）
に示すように、偶数回を１サイクルとして、極性反転パ
ルスが各放電ランプ１０，２０へ印加され、ランプＡ、
Ｂ、Ｃ、Ｄが順次点灯する。

【００４１】このような構成にすることにより、高圧印
加部にスイッチ素子を設けることない放電管点灯装置が
構成でき、使用条件による故障率の軽減あるいは部品の
寿命を延ばすことができる。

【００４２】また、上述の放電灯点灯装置を用いて、た
とえば、放電ランプ１０，２０を同一照明器具内に収納
し、４つの発光管を均等に点灯させることにより、発光
管の交換等の保守をなくすことができる照明器具を提供
できる。

【００４３】なお、高圧ナトリウムランプの寿命は、約
１２０００時間であり、４本のランプを均等に点灯すれ
ば、一度装着したランプの寿命は、４８０００時間とな
り、年間の点灯時間を４０００時間として１０年以上の
寿命が得られるとともに部品の平均故障率も伸び、事実
上保守不要となる。

【００４４】上記実施例は、スイッチ制御回路４、制御
回路２、高圧パルス発生回路３，８を安定器３０本体に
組み込み、ランプのみを照明器具とした例であるが、ス
イッチ制御回路以外の回路を照明器具へ組み込んだ例を
変形例として図３に示す。

【００４５】高圧パルス発生回路をパルストランス９を
用いて照明器具７０側へ設け、電源側の安定器本体３０
のチョークコイル８とは別にパルストランス９を設けた
例である。

【００４６】このような構成にすることにより、放電灯
点灯装置および照明器具を用いた照明システムを柔軟に
構成することでき、自由度の高いシステムを提供するこ
とができる。

【００４７】図４に本発明の他の実施例を示す。本実施
例は、機械接点を用いず、無接点化を図った例であり、
以下図を参照して説明する。交流電源ＡＣに電源投入手
段１ａ、１ｂが接続され、一定の周期でオン、オフされ
る。スイッチ制御回路４がＡＣ電源ラインに接続されて
おり、電源のオン・オフに基づきスイッチ制御回路４か
ら後段のスイッチ回路５へ制御信号が送られる。高圧パ
ルス発生回路は、パルス発生回路３とパルストランス５
０で構成され、制御回路２からの信号に基づいて、高圧
パルスを発生する。

【００４８】制御回路３は、交流電源の断続波形から制
御信号を生成し、電源投入手段１ａ，１ｂのオン・オフ
に基づき、高圧パルス発生回路の出力パルスの極性を反
転させている。

【００４９】また、交流電源ラインの一方は、安定器４
０が直列に接続され、この安定器が次段の電子スイッチ
回路６０へ接続される。

【００５０】電子スイッチ回路６０は、たとえば、トラ
イアックなどの制御端子が設けられた電力用のスイッチ
素子で構成される。このスイッチ回路６０の分岐された
出力６１，６２が各高圧回路へ接続される。

【００５１】発光管１１，１２は、始動用の補助電極を
構成する近接導体１３，１４を有しており、高圧パルス
の印加による局部放電により始動され、主放電へ移行す
る構成となっている。放電ランプ１０は、始動用の補助
電極１３、１４が設けられた電極側と他方がそれぞれ相
互に並列接続された複数の発光管１１，１２を備え、外
管１５内に収納される。放電ランプ２０は、放電ランプ
１０と同様の構成であり、発光管２１，２２が収納され
ている。これらの放電ランプ１０，２０へ前記高圧パル
ス発生回路からの高圧パルスを印加する。

【００５２】高圧パルス発生回路は、それぞれ一対の発
光管を収納した放電ランプ１０，２０の一方の電極へそ
れぞれ、接続される。また、放電ランプの他方の電極は
共通に電源ラインへ接続される。

【００５３】このような構成にすることにより、パルス
発生回路３ａ，３ｂとパルストランス５０ａ，５０ｂを
放電ランプ１０，２０毎に設けるため部品点数は、増加
するが、高圧パルスを印加する部分にスイッチ素子を設
ける必要がないため、素子の使用条件を緩和することが
可能となり、部品の信頼性が増す。

【００５４】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１記載の本発
明によれば、簡易な構成で、発光管へ供給される始動用
高圧パルスをスイッチ素子へ印加することを回避でき、
スイッチ素子に用いられる部品、特に機械部品の信頼性
を向上できる。

【００５５】また、請求項２記載の本発明によれば、簡
易な構成で、発光管へ供給される始動用高圧パルスをス
イッチ素子へ印加することを回避でき、スイッチ素子に
用いられる部品、特に電力用の電子素子の信頼性を向上
できる。

【００５６】また、請求項３記載の本発明によれば、簡
易な構成で、ランプの使用時間を平均化し、部品ととも
にランプの製品寿命も延ばすことが可能となり、信頼性
の高い照明システムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による放電管点灯装置の一実施例を示す
回路図である。

【図２】図１の動作を説明する図である。

【図３】図１の放電管点灯装置の変形例である。

【図４】本発明による放電管点灯装置の他の実施例であ
る

【図５】従来の放電管点灯装置を示す回路図である。

【図６】従来の他の放電管点灯装置を示す回路図であ
る。

【符号の説明】

１…電源投入手段 ２…制御回路 ３…パルス発生回路 ４…スイッチ制御回路 ５…スイッチ回路 ８…安定器 １０，２０…放電ランプ １１，１２，２１，２２…発光管 １３，１４，２３，２４…近接導体 １５，２５…外管 ６０…電子スイッチ回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】交流電源の接続、断を周期的に行う電源投
   入手段と、 放電始動用の近接導体を一方の電極側に有する発光管を
   備え、近接導体が設けられた電極側と他方がそれぞれ相
   互に並列接続された複数の発光管が外管内に収納された
   少なくとも２以上の放電ランプと、 前記複数の発光管を始動させる高圧パルスを発光管の電
   極へ供給する高圧パルス発生手段と、 前記電源投入手段からの接続信号に基づいて、前記高圧
   パルス発生回路から出力される高圧パルスの極性を順次
   反転させる制御回路と、 前記放電ランプの一方の電極が前記高圧パルス発生回路
   の高圧側へ共通に接続され、他方の電極が、前記電源投
   入手段の接続信号に基づいて、接続回数の偶数回毎に順
   次高圧発生手段の低圧側へ接続され、前記放電ランプへ
   高圧発生回路から出力される高圧パルスを切り替えて供
   給する切り替え手段とを具備したことを特徴とする放電
   管点灯装置。
2. 【請求項２】交流電源の接続、断を周期的に行う電源投
   入手段と、 放電始動用の近接導体を一方の電極側に有する発光管を
   備え、近接導体が設けられた電極側と他方がそれぞれ相
   互に並列接続された複数の発光管が外管内に収納された
   少なくとも２以上の放電ランプと、 前記複数の発光管を始動させる高圧パルスを発光管の電
   極へ供給する高圧パルス発生手段と、 前記電源投入手段からの接続信号に基づいて、前記高圧
   発生手段から出力される高圧パルスの極性を順次反転さ
   せる制御手段と、 前記高圧パルス発生手段の入力端に設けられ、前記放電
   ランプの一方の電極が、それぞれ、対応する２以上の高
   圧パルス発生手段を介して接続され、前記制御手段から
   の信号に基づいて、前記２以上の放電ランプの内、一放
   電ランプを選択する選択手段と、 を具備したことを特徴とする放電管点灯装置。
3. 【請求項３】同一器具内に発光管を２本有する放電ラン
   プを少なくとも２本以上収納し、請求項１記載または請
   求項２記載の放電管点灯装置で点灯制御することを特徴
   とする照明器具。