JP2011228179A

JP2011228179A - ２線式調光器

Info

Publication number: JP2011228179A
Application number: JP2010098213A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Masaki; 裕光正木
Original assignee: Jimbo Electric Co Ltd
Current assignee: Jimbo Electric Co Ltd
Priority date: 2010-04-21
Filing date: 2010-04-21
Publication date: 2011-11-10
Anticipated expiration: 2030-04-21
Also published as: JP5640442B2

Abstract

【課題】同一の照明器具を用いて１００％点灯までの調光ができ、かつ、スイッチの選択および切換え操作を必要としない、小型で高い信頼性を有する２線式調光器を提供する。
【解決手段】２線式調光器１０は、商用交流電源１２を用いた２線式配線で調光可能なＬＥＤ照明器具１４を点灯させる調光器である。調光器１０は、ＬＥＤ照明器具１４の最大出力を所定の出力に制限する位相制御部１６と、位相制御部１６に設けられる調光回路１８の調光可変用可変抵抗２０を制御する調光可変部２２と、調光可変部２２の制御が調光最大値を超えた際にオンし主電流回路２４を閉路する第一機械式スイッチＳ１とを備える。これにより、調光最小値から１００％点灯まで調光可変部２２の操作により調光できる。また、第二機械式スイッチＳ２を用いて消灯を行うため、オンするときは一度設定した明るさを継続して利用できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ照明器具を調光するための２線式調光器に関する。

発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」と記載する。）は、低消費電力、長寿命かつ小型であることから、現在多数の電子機器に利用されている。中でも、ＬＥＤ電球は、二酸化炭素排出量の削減のため製造が中止されている白熱電球に代わる照明器具として急速に普及している。現在では、調光器対応型のＬＥＤ電球も製造販売されている。
白熱電球の調光は、照明の明るさを調整できる調光器を用いて行われている。調光器は、調光最小値（微点灯）から調光最大値（略１００％の明るさ）まで照明の明るさを調整できる。

しかしながら、ＬＥＤ電球（ダウンライトを含む）の場合、調光最大値の照明の明るさは調光しない照明の明るさ（以下、「１００％点灯」と記載する。）よりも光の強さを抑えたものとなっており、特にＬＥＤ照明における調光最大値の照明の明るさは、１００％点灯に対しおよそ８０％点灯に抑えられている。消灯（０％点灯）から８０％点灯の明るさは、店舗用照明、舞台照明などで利用され、店内や舞台等の空間を演出している。
しかし、店内や舞台の清掃等の場合には８０％点灯以上の明るさを必要とする場合があり、調光可能な照明器具とともに１００％点灯が可能な照明器具も必要とされる場合が少なくない。

調光と１００％点灯が必要な場合、従来、調光用照明器具と１００％点灯照明器具の２つの照明システムを設置することが行われていた。しかし、上記２つの照明システムを設置すると、各システムのスイッチを使い分けなければならないという煩わしさがあり、また照明器具の設置費用も余分にかかるという欠点があった。
そこで、従来、同一の照明器具を用いて調光と１００％点灯ができる照明点灯装置が提供されている（たとえば、特許文献１、２）。

実開昭５３−７３７７６号公報実開昭６０−８４０９７号公報

特許文献１のランプ点灯装置は、電源と、ランプと、調光装置と、調光装置を選択的に挿脱する多段切換えスイッチとを具備し、多段切換えスイッチを用いて全光点灯（１００％点灯）、調光点灯および消灯等の複数の照明状態を提供するものである。特許文献２の照明点灯装置は、全光点灯、調光点灯および消灯等の複数の照明状態を回転スイッチにて所定の順序で切り替えるものである。

上記特許文献１および２は、ロータリースイッチを用いて照明状態を選択できるものである。特許文献１および２の照明点灯装置によると、１つのスイッチを操作するだけで、調光および１００％点灯が可能となり、スイッチの選択の煩わしさを解消できる。
しかし、ロータリースイッチは切換え操作が必要であり、スイッチを選択する煩わしさを解消し得ないものである。
また、例えば５００Ｗの白熱電球照明負荷負の場合、ロータリースイッチを操作し負荷の開閉を行う際、ロータリースイッチの接点に５０Ａ乃至７５Ａ程度の大電流となる突入電流（インラッシュ・カレント）が流れることから、突入電流に絶え得るロータリースイッチは大型のものとなり、配線器具のケースに納めるのは困難であるという問題があった。さらに、ロータリースイッチは、スイッチ操作時に接点の開閉を繰り返すバウンス時間が長いため、接点の寿命が短くなるという問題もあり、信頼性を欠くという問題もあった。

本発明は、上述の問題を解決するために、同一の照明器具を用いて１００％点灯までの調光ができ、かつ、スイッチの選択および切換え操作を必要としない、小型で高い信頼性を有する２線式調光器を提供することを目的とするものである。

本発明の２線式調光器は、商用交流電源２線式配線で調光可能なＬＥＤ照明器具を点灯させる調光器であって、ＬＥＤ照明器具の最大出力を所定の出力に制限する位相制御部と、位相制御部に設けられる調光回路の調光可変用可変抵抗を制御する調光可変部と、調光可変部の制御が調光最大値を超えた際にオンし主電流回路を閉路する第一機械式スイッチとを備えるようにしたものである。

また、前記第一機械式スイッチをマイクロスイッチとするものである。また、前記主電流回路にＬＥＤ照明器具をオンオフする第二機械式スイッチを設けるようにしたものである。

本発明の２線式調光器は、調光可変部（調光つまみ）を用いてＬＥＤ照明器具を１００％点灯まで調光できる。これにより、従来のようなスイッチの選択および切換え操作の煩わしさを解消することができる。
また、本発明では、機械式スイッチを用いて主電流回路を閉路することにより、ＬＥＤ照明器具の１００％点灯を行う。これにより、１００％点灯時の位相制御部の電力消費がゼロにできる。また、機械式スイッチを用いて主電流回路を閉路するため、高周波ノイズ等は発生しない。また、０%から８０％点灯時に発熱が少なく、半導体素子の放熱器が小型のものを利用できる。また、１００％点灯時においては、商用電源が５０Ｈｚでも６０Ｈｚでも同様の照度が期待できる。また、各社のＬＥＤ電球には力率改善回路が組み込まれ、最大出力時のカットオフ特性が異なるため、混在して使用する場合にちらつくことがあるが、１００％点灯時ではそのちらつきが発生しないため、各メーカー製のＬＥＤ電球を混在して使用できる。

本発明では、機械式スイッチにマイクロスイッチを用いて１００％点灯を行うことから、配線器具のケースに容易に納めることができる。また、マイクロスイッチは、優れた導電バネ（板バネ）を組み合わせた構造であり、スイッチの反転時間が短いことから、バウンス時間はロータリースイッチと比べて格段に短く、接点の寿命が長くなり、高い信頼性を得ることができる。

本発明の２線式調光器の回路構成図である。図１の調光可変部と第一機械式スイッチの動作を表わす図である。

本発明は、調光最大値においてＬＥＤ照明器具の１００％点灯を実現するものである。

本発明の２線式調光器を図に基づいて説明する。図１は、本発明の２線式調光器を用いたＬＥＤ照明システムの回路構成図である。図２は、図１の調光可変部と機械式スイッチの動作を表わす図である。
本発明の２線式調光器１０は、商用交流電源１２を用いた２線式配線で調光可能なＬＥＤ照明器具１４を点灯させる調光器である。調光器１０は、ＬＥＤ照明器具１４の最大出力を所定の出力に制限する位相制御部１６と、位相制御部１６に設けられる調光回路１８の調光可変用可変抵抗２０を制御する調光可変部２２と、調光可変部２２の制御が調光最大値を超えた際にオンし主電流回路２４を閉路する第一機械式スイッチＳ１とを備えるものである。
なお、調光器１０は、商用交流電源２線式配線で調光可能なＬＥＤ照明器具１４（調光対応型のＬＥＤ電球）を点灯する照明点灯回路（図１）において、従来、ＬＥＤ照明器具１４をオンオフする機械式スイッチを敷設する箇所に設けられている。

位相制御部１６は、商用交流電源２線式配線で調光器対応型のＬＥＤ電球（ダウンライトを含む）を調光する調光器に設けられているものである。特にマイコン等を搭載した調光器では、位相制御調光するための回路電源を確保する必要があり、一般にＬＥＤ照明機器の最大出力を８０％程度にするように位相制御導通角を制限し、残りの導通角を利用し、安定した回路電源を生成する。
従って、図１の照明点灯回路において、ＬＥＤ照明器具１４の最大出力は、８０％程度に制限されることから、ＬＥＤ照明器具１４の調光最大値はおよそ８０％点灯となる。図１においては、ＬＥＤ照明器具１４は、調光可変部２２（調光用つまみ）を操作して、調光回路１８の調光可変用可変抵抗２０の抵抗値を変更することにより、０％乃至８０％点灯が可能な状態にある。

第一機械式スイッチＳ１は、位相制御部１６（又は調光回路１８）に並列に接続されている。機械式スイッチＳ１をオンさせることにより、主電流回路２４を閉路できる。このとき、ＬＥＤ照明機器の出力は最大となり、１００％点灯となる。
１００％点灯時は、位相制御部１６の電力消費がゼロとなる。また、機械式スイッチを用いて主電流回路を閉路するため、高周波ノイズ等は発生しない。また、０%から８０％点灯時に発熱が少なく、半導体素子の放熱器が小型のものを利用できる。また、１００％点灯時においては、商用電源が５０Ｈｚでも６０Ｈｚでも同様の照度が期待できる。また、各社のＬＥＤ電球には力率改善回路が組み込まれ、最大出力時のカットオフ特性が異なるため、混在して使用する場合にちらつくことがあるが、１００％点灯時ではそのちらつきが発生しないため、各メーカー製のＬＥＤ電球を混在して使用できる。

機械式スイッチＳ１としては、マイクロスイッチ（リミットスイッチを含む。）が好ましい。マイクロスイッチは、ケース外部にアクチュエータ（図２のアクチュエータ部２６）を備える小型のスイッチであり、スナップアクション機構及び、所定の力で開閉動作する接点機構を有するものである。マイクロスイッチ（リミットスイッチ）の構造は、優れた導電バネ材（板バネ）を組み合わせた構造であり、スイッチの反転時間が短いことから、バウンス時間は従来の照明点灯装置に用いられるロータリースイッチと比べて格段に短く、接点の寿命が長くなり、高い信頼性がある。また、小型であるマイクロスイッチは、ケースに容易に納めることができる。

調光器１０を用いた１００％点灯までの調光操作を図２に基づいて説明する。図２は、図１の調光可変部と第一機械式スイッチ（マイクロスイッチ）の動作を表わす図であって、同図（ａ）は調光可変部が調光最小値に位置する図であり、同図（ｂ）は調光可変部が調光中間値に位置する図であり、同図（ｃ）は調光可変部が１００％点灯の位置にある図である。
調光操作は、調光可変部２２を用いて行う。なお、調光可変部２２は調光用つまみからなる。調光可変部２２の背面には、ボス３０（突起部）が設けられており、調光可変部２２が取り付けられる調光器１０のケース２８には、ボス３０と対峙する位置にマイクロスイッチＳ１のアクチュエータ部２６が配置されている（図２（ｃ））。
ボス３０とアクチュエータ部２６は、調光可変部２２が０％乃至８０％点灯の調光を行う範囲では、接触しないように設定されている（図２（ａ）および（ｂ））。従って、調光可変部２２のボス３０の外力（又は動き）がアクチュエータ部２６に働らかない範囲において、ＬＥＤ照明器具１４の０％乃至８０％点灯の調光が可能となり、働いたときＬＥＤ照明器具１４は１００％点灯となる。
以上のように、調光器１０では、調光可変部２２のみの一連の操作によってＬＥＤ照明器具１４を１００％点灯まで調光できる。

図１の照明点灯回路には、第二機械式スイッチＳ２が設けられている。本発明の調光器１０では、第一機械式スイッチＳ１ではＬＥＤ照明器具１４の消灯は行われず、第二機械式スイッチＳ２のオフによりＬＥＤ照明器具１４の消灯が行われる。このように、調光可変部２２では消灯が行われないことから、一度好みの明るさに調光可変部２２の位置に設定しておくと、第二機械式スイッチＳ２をオンするとき前回使用時の明るさと同一の明るさでＬＥＤ照明器具１４を点灯させることができる（同じ明るさを継続して利用する場合は、第二機械式スイッチＳ２のみをオンすれば足り、調光可変部２２の位置を再度調整する必要はない。）。

以上のように、本発明の２線式調光器は、照明の明るさを０％から８０％程度まで調光を行うことができるとともに、連続する操作で１００％点灯も選択できる。これにより、スイッチを選択する煩わしさや切換え操作の不便さを解消することができる。

本発明の調光器は、換気扇・扇風機などの回転速度調整器、また、ワンチップマイコンを等搭載することにより人感センサー等の電子機器の出力を調整するものにも利用できる。

１０調光器
１２商用交流電源
１４ＬＥＤ照明器具
１６位相制御部
１８調光回路
２０調光可変用可変抵抗
２２調光可変部
２４主電流回路
Ｓ１第一機械式スイッチ
Ｓ２第二機械式スイッチ

Claims

商用交流電源２線式配線で調光可能な発光ダイオード照明器具を点灯させる調光器であって、発光ダイオード照明器具の最大出力を所定の出力に制限する位相制御部と、位相制御部に設けられる調光回路の調光可変用可変抵抗を制御する調光可変部と、調光可変部の制御が調光最大値を超えた際にオンし主電流回路を閉路する第一機械式スイッチとを備えることを特徴とする２線式調光器。
前記第一機械式スイッチがマイクロスイッチであることを特徴とする請求項１記載の２線式調光器。
前記主電流回路に発光ダイオード照明器具をオンオフする第二機械式スイッチを設けることを特徴とする請求項１記載の２線式調光器。