電源装置及び照明器具及びコンデンサモジュール
【課題】電解コンデンサを容易に交換できるようにするとともに、感電を防止し、交換時の安全を確保する。
【解決手段】コンデンサモジュール１００は、電解コンデンサ１１０と、正極端子１４１と、負極端子１４２と、放電回路１３０とを有する。正極端子１４１は、電解コンデンサ１１０の正極に電気接続している。負極端子１４２は、電解コンデンサ１１０の負極に電気接続している。コンデンサ固定部は、コンデンサモジュール１００を着脱自在に固定する。
【解決手段】コンデンサモジュール１００は、電解コンデンサ１１０と、正極端子１４１と、負極端子１４２と、放電回路１３０とを有する。正極端子１４１は、電解コンデンサ１１０の正極に電気接続している。負極端子１４２は、電解コンデンサ１１０の負極に電気接続している。コンデンサ固定部は、コンデンサモジュール１００を着脱自在に固定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電解コンデンサを有する電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤなどの光源を有する照明器具において、光源の寿命は、例えば約４万時間である。これは、電源装置の寿命とほぼ同じであるため、電源装置と光源回路とを一体化した照明器具がある。
照明器具の光源は、全光束が初期の７０％まで低下することをもって寿命と定義されているので、多少暗くてもよいのであれば、光源の寿命経過後も、照明器具を使い続けることができる。これに対し、電源装置が寿命を迎えると、光源を点灯できなくなるので、照明器具を使い続けることはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実公平６−５５９２号公報
【特許文献２】特開２０００−３５４３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電源装置の寿命要因には、電源装置が有する電解コンデンサがある。したがって、電解コンデンサを交換可能とすることにより、電源装置の寿命を延ばすことができる。
しかし、電源装置の動作中は、電解コンデンサに高い電圧が充電されている場合がある。したがって、安易に電解コンデンサを交換できるようにすると、感電する危険がある。
この発明は、例えば上記のような課題を解決するためになされたものであり、電源装置の電解コンデンサを容易に交換できるようにするとともに、感電を防止し、交換時の安全を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明にかかる電源装置は、電解コンデンサと、上記電解コンデンサの正極に電気接続した正極端子と、上記電解コンデンサの負極に電気接続した負極端子と、上記電解コンデンサを放電する放電回路とを備えるコンデンサモジュールと、
上記正極端子と接触して電気接続する正極接続端子と、上記負極端子と接触して電気接続する負極接続端子とを有し、上記コンデンサモジュールを着脱自在に固定するコンデンサ固定部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明にかかる電源装置によれば、コンデンサ固定部がコンデンサモジュールを着脱自在に固定するので、電解コンデンサを容易に交換することができる。また、放電回路が電解コンデンサを放電するので、感電を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態１における照明器具８００の外観を示す斜視図。
【図２】実施の形態１における照明器具８００の機能ブロック構成の一例を示すブロック構成図。
【図３】実施の形態１における電源装置８３０の一部を示す斜視図。
【図４】実施の形態１におけるコンデンサモジュール１００の構造を示す正視図及び断面図。
【図５】実施の形態１におけるコンデンサモジュール１００の回路構成を示す回路図。
【図６】実施の形態１におけるコンデンサ固定部２００の構造を示す側面視断面図。
【図７】実施の形態１におけるコンデンサ固定部２００の構造を示す底面視断面図。
【図８】実施の形態２におけるコンデンサモジュール１００の構造を示す正視図及び断面図。
【図９】実施の形態２におけるコンデンサモジュール１００の回路構成を示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施の形態１．
実施の形態１について、図１〜図７を用いて説明する。
【０００９】
図１は、この実施の形態における照明器具８００の外観を示す斜視図である。
照明器具８００は、例えば、本体８１０、光源８２０、コンデンサモジュール１００などを有する。コンデンサモジュール１００は、照明器具８００に着脱自在であり、電解コンデンサを内蔵している。コンデンサモジュール１００は、容易に交換が可能なよう、本体８１０の外に露出している。照明器具８００が天井面に取り付けて使用するタイプのものである場合、コンデンサモジュール１００は、例えば、本体８１０の底面から突出している。
【００１０】
図２は、この実施の形態における照明器具８００の機能ブロック構成の一例を示すブロック構成図である。
照明器具８００は、電源装置８３０、光源回路８４０を有する。電源装置８３０は、例えば、商用電源などの交流電源ＡＣやバッテリーなどの直流電源から電力の供給を受け、供給された電力を変換して、光源回路８４０に供給する電力を生成する。
光源回路８４０は、光源８２０を有する。光源８２０は、電源装置８３０から供給された電力により発光する。光源回路８４０は、電源装置８３０から供給された電力を、光源８２０に対して供給する。光源８２０は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）である。光源回路８４０は、例えば複数の光源８２０が直列に電気接続した回路である。
【００１１】
電源装置８３０は、電解コンデンサを有する。コンデンサモジュール１００が内蔵する電解コンデンサは、電源装置８３０の電解コンデンサとして機能する。コンデンサモジュール１００を交換することにより、電解コンデンサを簡単に交換できる。寿命を迎えた電解コンデンサを交換することにより、電源装置８３０の寿命を延ばすことができる。
なお、電源装置８３０は、コンデンサモジュール１００が取り付けられているか否かを検出して、コンデンサモジュール１００が取り付けられていない場合には、動作を停止する保護機能を有している。
【００１２】
図３は、この実施の形態における電源装置８３０の一部を示す斜視図である。
電源装置８３０は、基板８３１を有する。基板８３１は、電源装置８３０の他の部品が実装された基板と同一であってもよいし、他の部品が実装された基板とは別の基板であってもよい。あるいは、基板８３１は、光源回路８４０の光源８２０やその他の部品が実装された基板と同一の基板であってもよい。
コンデンサ固定部２００は、基板８３１に実装されている。コンデンサ固定部２００は、例えば雌型のソケットである。コンデンサ固定部２００は、コンデンサモジュール１００と螺合することにより、コンデンサモジュール１００を固定する。コンデンサ固定部２００は、２以上の端子を有する。コンデンサ固定部２００の端子は、コンデンサモジュール１００の端子と接触することにより電気接続する。これにより、コンデンサモジュール１００が内蔵する電解コンデンサは、電源装置８３０の一部として機能する。
【００１３】
図４は、この実施の形態におけるコンデンサモジュール１００の構造を示す正視図及び断面図である。
正視図は、側面図及び底面図である。断面図は、側面視断面図である。
コンデンサモジュール１００は、保安球に似た外観形状である。コンデンサモジュール１００は、電解コンデンサ１１０、基板１２０（基材）、放電回路１３０、正極端子１４１（ソケット接触端子）、負極端子１４２（ソケット接触端子）、配線１５１，１５２、絶縁部１６１（セパレータ）、カバー１７０などを有する。
電解コンデンサ１１０は、例えばアルミ電解コンデンサである。電解コンデンサ１１０は、正極及び負極を有する。電解コンデンサ１１０の正極は、配線１５１を介して、正極端子１４１と電気接続している。電解コンデンサ１１０の負極は、配線１５２を介して、負極端子１４２と電気接続している。電解コンデンサ１１０は、基板１２０に実装されている。なお、基板１２０と負極端子１４２との間にも絶縁部を設け、絶縁を確保する構成であってもよい。
負極端子１４２は、中空の雄ネジ状である。正極端子１４１は、負極端子１４２の軸の先端に位置する。正極端子１４１及び負極端子１４２は、例えば金属などの導電材料で形成されている。絶縁部１６１は、正極端子１４１と負極端子１４２との間に位置する。絶縁部１６１は、絶縁材料で形成されている。絶縁部１６１は、正極端子１４１と負極端子１４２との間を絶縁する。
放電回路１３０は、電解コンデンサ１１０を放電する。これにより、電解コンデンサ１１０が充電された状態で、利用者がコンデンサモジュール１００を外した場合でも、利用者が感電するのを防ぐことができる。放電回路１３０は、例えば表面実装部品によって構成されている。放電回路１３０を構成する表面実装部品は、基板１２０のうち、電解コンデンサ１１０と反対側の面に実装されている。
カバー１７０は、絶縁材料で形成されている。カバー１７０は、電解コンデンサ１１０を覆い、利用者が電解コンデンサ１１０に直接触れるのを防ぎ、利用者が感電するのを防ぐ。
電解コンデンサ１１０は、寿命末期などにより温度が異常上昇すると、内部が発熱しガスが発生する。電解コンデンサ１１０は、ガス発生による内部圧力の上昇により破損するのを防ぐため、防爆弁を有する。ガス発生により内部の圧力が上昇すると、防爆弁が開いて、ガスを外に出し、内部の圧力が下がる仕組みである。このため、カバー１７０は、少なくとも防爆弁が正常に動作できるだけの空間を内部に有する。
また、カバー１７０は、ガス抜き口１７１を有する。ガス抜き口１７１の数は、１つでもよいし、複数でもよい。ガス抜き口１７１は、防爆弁の動作により電解コンデンサ１１０の内部から放出されたガスを、カバー１７０の外に出すための貫通穴である。なお、カバー１７０に、防爆弁の動作による内部の圧力の上昇に耐えられるだけの強度がある場合には、ガス抜き口１７１は、なくてもよい。また、カバー１７０内部の体積を十分大きく取ることにより、防爆弁の動作による内部の圧力の上昇を吸収できるよう構成してもよい。
【００１４】
図５は、この実施の形態におけるコンデンサモジュール１００の回路構成を示す回路図である。
放電回路１３０は、正極端子１４１と負極端子１４２との間に電気接続している。放電回路１３０は、例えば放電抵抗Ｒ３１を有する。放電抵抗Ｒ３１は、電解コンデンサ１１０に対して並列に電気接続している。
電源装置８３０の動作中には、放電抵抗Ｒ３１を流れる電流による電力損失が発生する。このため、放電抵抗Ｒ３１の抵抗値は大きいほうがよい。ただし、感電を防ぐため、コンデンサモジュール１００を電源装置８３０から取り外してから例えば１秒以内に、電解コンデンサ１１０の両端電圧が例えば４５Ｖ以下になるよう、放電抵抗Ｒ３１の抵抗値を設定する。
【数１１】
Ｒは、放電抵抗Ｒ３１の抵抗値を表わす。Ｃは、電解コンデンサ１１０の静電容量を表わす。ｖ０は、電源装置８３０の動作時における電解コンデンサ１１０の両端電圧を表わす。ｔは、コンデンサモジュール１００を電源装置８３０から取り外してからの経過時間（例えば１秒）を表わす。ｖは、コンデンサモジュール１００を電源装置８３０から取り外してからｔ秒後における電解コンデンサ１１０の両端電圧（例えば４５Ｖ）を表わす。
例えば、電解コンデンサ１１０の静電容量が３３００μＦ、動作時における電解コンデンサ１１０の両端電圧が５０Ｖであるとすると、放電抵抗Ｒ３１の抵抗値Ｒは、例えば約２．８ｋΩに設定する。この場合、動作時において放電抵抗Ｒ３１を流れる電流は、約１８ｍＡであり、動作時において放電抵抗Ｒ３１における電力損失は、約０．９Ｗである。
【００１５】
図６は、この実施の形態におけるコンデンサ固定部２００の構造を示す側面視断面図である。
コンデンサ固定部２００は、保安球ソケットに似た外観形状である。コンデンサ固定部２００は、基板８３１に実装されている。コンデンサ固定部２００は、ケース２１１、台座部２１２、正極接続端子２２１、基板固定端子２２２、摺動端子２３１、基板固定端子２３２、回転部２６１、トルク管理部２６２、負極接続端子２７１などを有する。
ケース２１１は、中空略円柱状であり、底面に、コンデンサモジュール１００を挿入するための開口穴を有する。台座部２１２は、ケース２１１に固定されている。正極接続端子２２１は、台座部２１２に固定されている。正極接続端子２２１は、例えば板バネであり、コンデンサモジュール１００の正極端子１４１と接触して電気接続する。正極接続端子２２１は、基板固定端子２２２と電気接続している。摺動端子２３１は、ケース２１１の底面開口穴の周辺に位置し、略ドーナツ板状である。摺動端子２３１は、基板固定端子２３２と電気接続している。
回転部２６１は、略円筒状である。負極接続端子２７１は、回転部２６１の内側に位置し、コンデンサモジュール１００の負極端子１４２と係合する雌ネジ状であり、負極端子１４２と接触して電気接続する。また、負極接続端子２７１の下端は、略ドーナツ板状であり、摺動端子２３１と接触して電気接続する。これにより、負極接続端子２７１は、基板固定端子２２２と電気接続する。
回転部２６１は、回転可能である。トルク管理部２６２は、回転部２６１に固定されている。トルク管理部２６２は、回転部２６１とともに回転し、回転部２６１の回転を制限する。
【００１６】
図７は、この実施の形態におけるコンデンサ固定部２００の構造を示す底面視断面図である。
台座部２１２は、例えば、手裏剣状の歯を持つ歯車形状である。
トルク管理部２６２は、複数の板バネ２６３を有する。板バネ２６３は、台座部２１２の歯と噛み合うことにより、トルク管理部２６２の回転を抑制している。トルク管理部２６２に対して加えられるトルクが反時計回りである場合、板バネ２６３が台座部２１２の歯に引っ掛かるので、トルク管理部２６２は、回転しない。トルク管理部２６２に対して加えられるトルクが時計回りである場合、トルクが小さければ、トルク管理部２６２は回転しないが、トルクが大きければ、板バネ２６３が変形して、トルク管理部２６２が回転する。
【００１７】
利用者がコンデンサモジュール１００をコンデンサ固定部２００に取り付ける場合、コンデンサモジュール１００の負極端子１４２を、コンデンサ固定部２００の負極接続端子２７１に螺合させて、時計回りに回転させる。正極端子１４１が正極接続端子２２１に接触しても、利用者がコンデンサモジュール１００を回転させ続けると、コンデンサモジュール１００がそれ以上奥に入っていかないので、コンデンサモジュール１００と一緒に、回転部２６１・トルク管理部２６２が回転しようとする力が働く。これにより、トルク管理部２６２が空回りするので、トルクのかけ過ぎによる破壊を防ぐことができる。
逆に、利用者がコンデンサモジュール１００をコンデンサ固定部２００から取り外す場合、コンデンサモジュール１００を反時計回りに回転させる。回転部２６１・トルク管理部２６２は回転せず、コンデンサモジュール１００だけが回転して、取り外される。
なお、トルク管理部２６２が空回りしたとき、クリック音などの音が発生するよう構成してもよい。これにより、利用者がトルク管理部２６２の空回りを知覚できる。例えば取扱説明書に「クリック音が聞こえるまでねじ込んでください」と記載しておくことにより、トルク管理部２６２が空回りするまで利用者がコンデンサモジュール１００を回転させるようになる。これにより、利用者がコンデンサモジュール１００を確実に取り付けられるようにすることができ、コンデンサモジュール１００の取付不良による接触不良などの発生を防ぐことができる。
【００１８】
コンデンサモジュール１００を簡単に交換することができるので、電解コンデンサ１１０が寿命を迎えたとき利用者がコンデンサモジュール１００を交換することにより、電源装置８３０の全体としての寿命を延ばすことができる。
【００１９】
また、電解コンデンサ１１０をカバー１７０が覆っているので、感電を防ぐことができる。更に、放電回路１３０が電解コンデンサ１１０を放電するので、感電を防ぐことができる。コンデンサモジュール１００を取り外すとき、最初に、正極端子１４１と正極接続端子２２１との間が離れ、その後、負極端子１４２と負極接続端子２７１との間が離れる。このため、電解コンデンサ１１０を確実に放電することができ、感電を防ぐことができる。
【００２０】
また、電解コンデンサ１１０の防爆弁が動作した場合、ガス抜き口１７１から蒸気が抜けるので、コンデンサモジュール１００が破壊されるのを防ぐことができる。
【００２１】
また、トルク管理部２６２が、所定方向の所定以上のトルクによって空回りするので、トルクのかけ過ぎによるコンデンサモジュール１００やコンデンサ固定部２００の破壊を防ぐことができる。また、トルクのかけ過ぎによる破壊がないので、利用者は、安心してコンデンサモジュール１００にトルクを加えることができ、トルク不足による取付不良を防ぐことができる。なお、トルク管理部２６２の構成は一例であり、所定方向に所定以上のトルクを加えた場合にトルクを逃がすことができる構成であれば、他の構成であってもよい。更に、トルク管理部２６２が空回りしたとき音を発することにより、より確実に、取付不良を防ぐことができる。
【００２２】
また、コンデンサ固定部２００にトルク管理部２６２を設ける代わりに、コンデンサモジュール１００の側にトルク管理部を設ける構成としてよい。その場合、利用者は、カバー１７０を掴んでコンデンサモジュール１００を回転させると考えられるから、トルク管理部は、例えば、カバー１７０だけが空回りするように構成する。
【００２３】
また、照明器具８００におけるコンデンサ固定部２００の位置は、利用者がコンデンサモジュール１００を容易に交換できる位置であればよく、他の位置であってもよい。コンデンサ固定部２００は、電源装置８３０から直接露出していてもよいし、電源装置８３０から配線を引き出して、より一層交換しやすい位置に設ける構成であってもよい。
【００２４】
実施の形態２．
実施の形態２について、図８〜図９を用いて説明する。
なお、実施の形態１と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００２５】
図８は、この実施の形態におけるコンデンサモジュール１００の構造を示す正視図及び断面図である。
正視図は、側面図及び底面図である。断面図は、側面視断面図である。
コンデンサモジュール１００は、実施の形態１で説明した構成に加えて、着脱検出端子１４３、絶縁部１６２、寿命表示部１７３を有する。
負極端子１４２及び着脱検出端子１４３は、実施の形態１で説明した負極端子１４２を、絶縁部１６２によって２つに分けた形状である。絶縁部１６２は、負極端子１４２と着脱検出端子１４３との間を絶縁する。負極端子１４２及び着脱検出端子１４３は、ともに、負極接続端子２７１と接触して電気接続する。着脱検出端子１４３は、負極端子１４２よりも、電解コンデンサ１１０に近い側に位置し、負極端子１４２は、着脱検出端子１４３よりも正極端子１４１に近い側に位置する。これにより、コンデンサモジュール１００の取付過程では、負極端子１４２が着脱検出端子１４３よりも先に負極接続端子２７１に接触し、コンデンサモジュール１００の取外し過程では、着脱検出端子１４３が負極端子１４２よりも先に負極接続端子２７１から離れる。
寿命表示部１７３は、カバー１７０の先端など、利用者が視認しやすい位置に設けられている。寿命表示部１７３は、所定以上の高温を経験すると、不可逆的に変色する塗料（負荷逆性示温材塗料）などによって構成されている。電解コンデンサ１１０の防爆弁が動作すると、高温の蒸気が噴出するため、カバー１７０の温度が上昇し、寿命表示部１７３が変色する。これにより、カバー１７０が不透明であっても、利用者に防爆弁が動作したこと（すなわち、電解コンデンサ１１０が寿命を迎えたこと）を知らせることができる。なお、寿命表示部１７３は、高温により変色する塗料と、変色しない塗料とを組み合わせ、防爆弁が動作すると「コンデンサモジュールを交換してください」などの文字が浮き出るように構成してもよい。また、カバー１７０を透明もしくは半透明とし、寿命表示部１７３をカバー１７０の内側に設ける構成としてもよい。その場合、寿命表示部１７３は、温度ではなく、電解液の水分に反応して、電解コンデンサ１１０の防爆弁が動作したことを表示する構成であってもよい。
ガス抜き口１７２は、実施の形態１で説明したガス抜き口１７１と比べて形状が異なり、スリット状であるが、機能としては、ガス抜き口１７１と同様であり、防爆弁の動作により噴出した蒸気を逃がす。
なお、寿命表示部１７３は、電解コンデンサ１１０の防爆弁の正面に当たる位置に配置することが望ましい。これにより、防爆弁の動作により、確実に寿命表示部１７３を変色させることができる。
【００２６】
電解コンデンサ１１０の防爆弁が動作すると、電源装置８３０は、保護機能により動作を停止するので、照明器具８００は消灯する。このとき、利用者は、寿命表示部１７３の表示を見て、消灯の原因を理解する。コンデンサモジュール１００は、利用者が容易に交換することができるよう構成されているから、利用者がコンデンサモジュール１００を交換することにより、照明器具８００を点灯させることができる。
【００２７】
図９は、この実施の形態におけるコンデンサモジュール１００の回路構成を示す回路図である。
放電回路１３０は、放電抵抗Ｒ３１に加えて、プルアップ抵抗Ｒ３２、スイッチング素子Ｑ３３、定電圧ダイオードＺ３４などを有する。プルアップ抵抗Ｒ３２（接続判定部）は、正極端子１４１と着脱検出端子１４３との間に電気接続している。スイッチング素子Ｑ３３は、３つの端子（基準端子、制御端子、被制御端子）を有する。スイッチング素子Ｑ３３は、例えばエンハンスメント型ｎＭＯＳＦＥＴである。スイッチング素子Ｑ３３は、制御端子（例えばゲート端子）と基準端子（例えばソース端子）との間の電位差が所定の閾値電圧以上である場合に、オンして、被制御端子（例えばドレイン端子）と基準端子との間が導通し、制御端子と基準端子との間の電位差が閾値電圧未満である場合に、オフして、被制御端子と基準端子との間が絶縁する。スイッチング素子Ｑ３３の被制御端子は放電抵抗Ｒ３１の一端に、基準端子は負極端子１４２に、制御端子は着脱検出端子１４３に、それぞれ電気接続している。定電圧ダイオードＺ３４は、例えばツェナーダイオードである。定電圧ダイオードＺ３４は、両端電圧が所定の閾値電圧に達すると電流が流れ、両端電圧が閾値電圧を超えないようにする。定電圧ダイオードＺ３４の高電位側端子（カソード端子）は、スイッチング素子Ｑ３３の制御端子に電気接続している。定電圧ダイオードＺ３４の低電位側端子（アノード端子）は、スイッチング素子Ｑ３３の基準端子に電気接続している。定電圧ダイオードＺ３４の閾値電圧は、スイッチング素子Ｑ３３の閾値電圧より高く、スイッチング素子Ｑ３３の制御端子−基準端子間の耐圧（例えば３０Ｖ）より低い。
【００２８】
コンデンサモジュール１００をコンデンサ固定部２００に取り付けるときは、まず、負極端子１４２が負極接続端子２７１に接触し、次に、着脱検出端子１４３が負極接続端子２７１に接触し、最後に、正極端子１４１が正極接続端子２２１に接触する。負極接続端子２７１に、負極端子１４２と着脱検出端子１４３とが接触して電気接続することにより、スイッチング素子Ｑ３３の制御端子の電位は、基準端子と同じ低電位になる。このため、スイッチング素子Ｑ３３がオフになり、放電抵抗Ｒ３１には電流が流れない。したがって、実施の形態１と異なり、動作中において放電抵抗Ｒ３１における電力損失がない。なお、プルアップ抵抗Ｒ３２を流れる電流による電力損失が発生するので、プルアップ抵抗Ｒ３２の抵抗値は、大きいほうが望ましい。
【００２９】
コンデンサモジュール１００をコンデンサ固定部２００から取り外すときは、まず、正極端子１４１が正極接続端子２２１から離れ、次に、着脱検出端子１４３が負極接続端子２７１から離れ、最後に、負極端子１４２が負極接続端子２７１から離れる。
正極端子１４１が正極接続端子２２１から離れた時点で、電解コンデンサ１１０は、電源装置８３０から切り離されるが、電解コンデンサ１１０が充電されているので、正極端子１４１の電位は、高いままである。
次に、着脱検出端子１４３が負極接続端子２７１から離れると、プルアップ抵抗Ｒ３２を流れる電流が定電圧ダイオードＺ３４を流れる。電解コンデンサ１１０の両端電圧が定電圧ダイオードＺ３４の閾値電圧より大きければ、定電圧ダイオードＺ３４の両端電圧は、閾値電圧に等しくなる。定電圧ダイオードＺ３４の閾値電圧は、スイッチング素子Ｑ３３の閾値電圧より高いので、スイッチング素子Ｑ３３がオンになり、放電抵抗Ｒ３１を電流が流れて、電解コンデンサ１１０を放電する。
定電圧ダイオードＺ３４の閾値電圧は、スイッチング素子Ｑ３３の制御端子−基準端子間の耐圧より低いので、スイッチング素子Ｑ３３の制御端子−基準端子間に過電圧が加わることによる故障の発生を防ぐことができる。なお、スイッチング素子Ｑ３３の制御端子−基準端子間の耐圧が、電解コンデンサ１１０に充電される最大電圧より大きい場合には、定電圧ダイオードＺ３４は、なくてもよい。
【００３０】
実施の形態１と異なり、動作時において放電抵抗Ｒ３１における電力損失がないので、放電抵抗Ｒ３１の抵抗値を小さくすることができる。このため、電解コンデンサ１１０の静電容量が大きい場合や、動作時における電解コンデンサ１１０の両端電圧が大きい場合であっても、素早く電解コンデンサ１１０を放電して、感電の危険がない安全な電圧まで下げることができる。
【００３１】
このように、コンデンサモジュール１００がコンデンサ固定部２００に接続されているか否かを判定して、コンデンサモジュール１００がコンデンサ固定部２００に接続されている場合は、電解コンデンサ１１０を放電せず、コンデンサモジュール１００がコンデンサ固定部２００に接続されていない場合のみ、電解コンデンサ１１０を放電することにより、電源装置８３０の動作中における電力損失を抑えることができる。
なお、コンデンサモジュール１００がコンデンサ固定部２００に接続されているか否かを判定するための構成（接続判定部）や、コンデンサモジュール１００がコンデンサ固定部２００に接続されていない場合のみ電解コンデンサ１１０を放電するための構成は、一例であり、他の構成であってもよい。例えば、スイッチング素子Ｑ３３に代わりに、コンデンサモジュール１００がコンデンサ固定部２００に接続されたとき、コンデンサ固定部２００に接触して動作する機械的なスイッチを設ける構成であってもよい。
【００３２】
以上、各実施の形態で説明した構成は、一例であり、例えば、異なる実施の形態で説明した構成を組み合わせた構成としてもよいし、重要でない部分の構成を、既知の構成など他の構成で置き換えた構成としてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１００ コンデンサモジュール、１１０ 電解コンデンサ、１２０，８３１ 基板、１３０ 放電回路、１４１ 正極端子、１４２ 負極端子、１４３ 着脱検出端子、１５１，１５２ 配線、１６１，１６２ 絶縁部、１７０ カバー、１７１，１７２ ガス抜き口、１７３ 寿命表示部、２００ コンデンサ固定部、２１１ ケース、２１２ 台座部、２２１ 正極接続端子、２２２，２３２ 基板固定端子、２３１ 摺動端子、２６１ 回転部、２６２ トルク管理部、２６３ 板バネ、２７１ 負極接続端子、８００ 照明器具、８１０ 本体、８２０ 光源、８３０ 電源装置、８４０ 光源回路、ＡＣ 交流電源、Ｒ３１ 放電抵抗、Ｒ３２ プルアップ抵抗、Ｑ３３ スイッチング素子、Ｚ３４ 定電圧ダイオード。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電解コンデンサを有する電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤなどの光源を有する照明器具において、光源の寿命は、例えば約４万時間である。これは、電源装置の寿命とほぼ同じであるため、電源装置と光源回路とを一体化した照明器具がある。
照明器具の光源は、全光束が初期の７０％まで低下することをもって寿命と定義されているので、多少暗くてもよいのであれば、光源の寿命経過後も、照明器具を使い続けることができる。これに対し、電源装置が寿命を迎えると、光源を点灯できなくなるので、照明器具を使い続けることはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実公平６−５５９２号公報
【特許文献２】特開２０００−３５４３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電源装置の寿命要因には、電源装置が有する電解コンデンサがある。したがって、電解コンデンサを交換可能とすることにより、電源装置の寿命を延ばすことができる。
しかし、電源装置の動作中は、電解コンデンサに高い電圧が充電されている場合がある。したがって、安易に電解コンデンサを交換できるようにすると、感電する危険がある。
この発明は、例えば上記のような課題を解決するためになされたものであり、電源装置の電解コンデンサを容易に交換できるようにするとともに、感電を防止し、交換時の安全を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明にかかる電源装置は、電解コンデンサと、上記電解コンデンサの正極に電気接続した正極端子と、上記電解コンデンサの負極に電気接続した負極端子と、上記電解コンデンサを放電する放電回路とを備えるコンデンサモジュールと、
上記正極端子と接触して電気接続する正極接続端子と、上記負極端子と接触して電気接続する負極接続端子とを有し、上記コンデンサモジュールを着脱自在に固定するコンデンサ固定部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明にかかる電源装置によれば、コンデンサ固定部がコンデンサモジュールを着脱自在に固定するので、電解コンデンサを容易に交換することができる。また、放電回路が電解コンデンサを放電するので、感電を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態１における照明器具８００の外観を示す斜視図。
【図２】実施の形態１における照明器具８００の機能ブロック構成の一例を示すブロック構成図。
【図３】実施の形態１における電源装置８３０の一部を示す斜視図。
【図４】実施の形態１におけるコンデンサモジュール１００の構造を示す正視図及び断面図。
【図５】実施の形態１におけるコンデンサモジュール１００の回路構成を示す回路図。
【図６】実施の形態１におけるコンデンサ固定部２００の構造を示す側面視断面図。
【図７】実施の形態１におけるコンデンサ固定部２００の構造を示す底面視断面図。
【図８】実施の形態２におけるコンデンサモジュール１００の構造を示す正視図及び断面図。
【図９】実施の形態２におけるコンデンサモジュール１００の回路構成を示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施の形態１．
実施の形態１について、図１〜図７を用いて説明する。
【０００９】
図１は、この実施の形態における照明器具８００の外観を示す斜視図である。
照明器具８００は、例えば、本体８１０、光源８２０、コンデンサモジュール１００などを有する。コンデンサモジュール１００は、照明器具８００に着脱自在であり、電解コンデンサを内蔵している。コンデンサモジュール１００は、容易に交換が可能なよう、本体８１０の外に露出している。照明器具８００が天井面に取り付けて使用するタイプのものである場合、コンデンサモジュール１００は、例えば、本体８１０の底面から突出している。
【００１０】
図２は、この実施の形態における照明器具８００の機能ブロック構成の一例を示すブロック構成図である。
照明器具８００は、電源装置８３０、光源回路８４０を有する。電源装置８３０は、例えば、商用電源などの交流電源ＡＣやバッテリーなどの直流電源から電力の供給を受け、供給された電力を変換して、光源回路８４０に供給する電力を生成する。
光源回路８４０は、光源８２０を有する。光源８２０は、電源装置８３０から供給された電力により発光する。光源回路８４０は、電源装置８３０から供給された電力を、光源８２０に対して供給する。光源８２０は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）である。光源回路８４０は、例えば複数の光源８２０が直列に電気接続した回路である。
【００１１】
電源装置８３０は、電解コンデンサを有する。コンデンサモジュール１００が内蔵する電解コンデンサは、電源装置８３０の電解コンデンサとして機能する。コンデンサモジュール１００を交換することにより、電解コンデンサを簡単に交換できる。寿命を迎えた電解コンデンサを交換することにより、電源装置８３０の寿命を延ばすことができる。
なお、電源装置８３０は、コンデンサモジュール１００が取り付けられているか否かを検出して、コンデンサモジュール１００が取り付けられていない場合には、動作を停止する保護機能を有している。
【００１２】
図３は、この実施の形態における電源装置８３０の一部を示す斜視図である。
電源装置８３０は、基板８３１を有する。基板８３１は、電源装置８３０の他の部品が実装された基板と同一であってもよいし、他の部品が実装された基板とは別の基板であってもよい。あるいは、基板８３１は、光源回路８４０の光源８２０やその他の部品が実装された基板と同一の基板であってもよい。
コンデンサ固定部２００は、基板８３１に実装されている。コンデンサ固定部２００は、例えば雌型のソケットである。コンデンサ固定部２００は、コンデンサモジュール１００と螺合することにより、コンデンサモジュール１００を固定する。コンデンサ固定部２００は、２以上の端子を有する。コンデンサ固定部２００の端子は、コンデンサモジュール１００の端子と接触することにより電気接続する。これにより、コンデンサモジュール１００が内蔵する電解コンデンサは、電源装置８３０の一部として機能する。
【００１３】
図４は、この実施の形態におけるコンデンサモジュール１００の構造を示す正視図及び断面図である。
正視図は、側面図及び底面図である。断面図は、側面視断面図である。
コンデンサモジュール１００は、保安球に似た外観形状である。コンデンサモジュール１００は、電解コンデンサ１１０、基板１２０（基材）、放電回路１３０、正極端子１４１（ソケット接触端子）、負極端子１４２（ソケット接触端子）、配線１５１，１５２、絶縁部１６１（セパレータ）、カバー１７０などを有する。
電解コンデンサ１１０は、例えばアルミ電解コンデンサである。電解コンデンサ１１０は、正極及び負極を有する。電解コンデンサ１１０の正極は、配線１５１を介して、正極端子１４１と電気接続している。電解コンデンサ１１０の負極は、配線１５２を介して、負極端子１４２と電気接続している。電解コンデンサ１１０は、基板１２０に実装されている。なお、基板１２０と負極端子１４２との間にも絶縁部を設け、絶縁を確保する構成であってもよい。
負極端子１４２は、中空の雄ネジ状である。正極端子１４１は、負極端子１４２の軸の先端に位置する。正極端子１４１及び負極端子１４２は、例えば金属などの導電材料で形成されている。絶縁部１６１は、正極端子１４１と負極端子１４２との間に位置する。絶縁部１６１は、絶縁材料で形成されている。絶縁部１６１は、正極端子１４１と負極端子１４２との間を絶縁する。
放電回路１３０は、電解コンデンサ１１０を放電する。これにより、電解コンデンサ１１０が充電された状態で、利用者がコンデンサモジュール１００を外した場合でも、利用者が感電するのを防ぐことができる。放電回路１３０は、例えば表面実装部品によって構成されている。放電回路１３０を構成する表面実装部品は、基板１２０のうち、電解コンデンサ１１０と反対側の面に実装されている。
カバー１７０は、絶縁材料で形成されている。カバー１７０は、電解コンデンサ１１０を覆い、利用者が電解コンデンサ１１０に直接触れるのを防ぎ、利用者が感電するのを防ぐ。
電解コンデンサ１１０は、寿命末期などにより温度が異常上昇すると、内部が発熱しガスが発生する。電解コンデンサ１１０は、ガス発生による内部圧力の上昇により破損するのを防ぐため、防爆弁を有する。ガス発生により内部の圧力が上昇すると、防爆弁が開いて、ガスを外に出し、内部の圧力が下がる仕組みである。このため、カバー１７０は、少なくとも防爆弁が正常に動作できるだけの空間を内部に有する。
また、カバー１７０は、ガス抜き口１７１を有する。ガス抜き口１７１の数は、１つでもよいし、複数でもよい。ガス抜き口１７１は、防爆弁の動作により電解コンデンサ１１０の内部から放出されたガスを、カバー１７０の外に出すための貫通穴である。なお、カバー１７０に、防爆弁の動作による内部の圧力の上昇に耐えられるだけの強度がある場合には、ガス抜き口１７１は、なくてもよい。また、カバー１７０内部の体積を十分大きく取ることにより、防爆弁の動作による内部の圧力の上昇を吸収できるよう構成してもよい。
【００１４】
図５は、この実施の形態におけるコンデンサモジュール１００の回路構成を示す回路図である。
放電回路１３０は、正極端子１４１と負極端子１４２との間に電気接続している。放電回路１３０は、例えば放電抵抗Ｒ３１を有する。放電抵抗Ｒ３１は、電解コンデンサ１１０に対して並列に電気接続している。
電源装置８３０の動作中には、放電抵抗Ｒ３１を流れる電流による電力損失が発生する。このため、放電抵抗Ｒ３１の抵抗値は大きいほうがよい。ただし、感電を防ぐため、コンデンサモジュール１００を電源装置８３０から取り外してから例えば１秒以内に、電解コンデンサ１１０の両端電圧が例えば４５Ｖ以下になるよう、放電抵抗Ｒ３１の抵抗値を設定する。
【数１１】
Ｒは、放電抵抗Ｒ３１の抵抗値を表わす。Ｃは、電解コンデンサ１１０の静電容量を表わす。ｖ０は、電源装置８３０の動作時における電解コンデンサ１１０の両端電圧を表わす。ｔは、コンデンサモジュール１００を電源装置８３０から取り外してからの経過時間（例えば１秒）を表わす。ｖは、コンデンサモジュール１００を電源装置８３０から取り外してからｔ秒後における電解コンデンサ１１０の両端電圧（例えば４５Ｖ）を表わす。
例えば、電解コンデンサ１１０の静電容量が３３００μＦ、動作時における電解コンデンサ１１０の両端電圧が５０Ｖであるとすると、放電抵抗Ｒ３１の抵抗値Ｒは、例えば約２．８ｋΩに設定する。この場合、動作時において放電抵抗Ｒ３１を流れる電流は、約１８ｍＡであり、動作時において放電抵抗Ｒ３１における電力損失は、約０．９Ｗである。
【００１５】
図６は、この実施の形態におけるコンデンサ固定部２００の構造を示す側面視断面図である。
コンデンサ固定部２００は、保安球ソケットに似た外観形状である。コンデンサ固定部２００は、基板８３１に実装されている。コンデンサ固定部２００は、ケース２１１、台座部２１２、正極接続端子２２１、基板固定端子２２２、摺動端子２３１、基板固定端子２３２、回転部２６１、トルク管理部２６２、負極接続端子２７１などを有する。
ケース２１１は、中空略円柱状であり、底面に、コンデンサモジュール１００を挿入するための開口穴を有する。台座部２１２は、ケース２１１に固定されている。正極接続端子２２１は、台座部２１２に固定されている。正極接続端子２２１は、例えば板バネであり、コンデンサモジュール１００の正極端子１４１と接触して電気接続する。正極接続端子２２１は、基板固定端子２２２と電気接続している。摺動端子２３１は、ケース２１１の底面開口穴の周辺に位置し、略ドーナツ板状である。摺動端子２３１は、基板固定端子２３２と電気接続している。
回転部２６１は、略円筒状である。負極接続端子２７１は、回転部２６１の内側に位置し、コンデンサモジュール１００の負極端子１４２と係合する雌ネジ状であり、負極端子１４２と接触して電気接続する。また、負極接続端子２７１の下端は、略ドーナツ板状であり、摺動端子２３１と接触して電気接続する。これにより、負極接続端子２７１は、基板固定端子２２２と電気接続する。
回転部２６１は、回転可能である。トルク管理部２６２は、回転部２６１に固定されている。トルク管理部２６２は、回転部２６１とともに回転し、回転部２６１の回転を制限する。
【００１６】
図７は、この実施の形態におけるコンデンサ固定部２００の構造を示す底面視断面図である。
台座部２１２は、例えば、手裏剣状の歯を持つ歯車形状である。
トルク管理部２６２は、複数の板バネ２６３を有する。板バネ２６３は、台座部２１２の歯と噛み合うことにより、トルク管理部２６２の回転を抑制している。トルク管理部２６２に対して加えられるトルクが反時計回りである場合、板バネ２６３が台座部２１２の歯に引っ掛かるので、トルク管理部２６２は、回転しない。トルク管理部２６２に対して加えられるトルクが時計回りである場合、トルクが小さければ、トルク管理部２６２は回転しないが、トルクが大きければ、板バネ２６３が変形して、トルク管理部２６２が回転する。
【００１７】
利用者がコンデンサモジュール１００をコンデンサ固定部２００に取り付ける場合、コンデンサモジュール１００の負極端子１４２を、コンデンサ固定部２００の負極接続端子２７１に螺合させて、時計回りに回転させる。正極端子１４１が正極接続端子２２１に接触しても、利用者がコンデンサモジュール１００を回転させ続けると、コンデンサモジュール１００がそれ以上奥に入っていかないので、コンデンサモジュール１００と一緒に、回転部２６１・トルク管理部２６２が回転しようとする力が働く。これにより、トルク管理部２６２が空回りするので、トルクのかけ過ぎによる破壊を防ぐことができる。
逆に、利用者がコンデンサモジュール１００をコンデンサ固定部２００から取り外す場合、コンデンサモジュール１００を反時計回りに回転させる。回転部２６１・トルク管理部２６２は回転せず、コンデンサモジュール１００だけが回転して、取り外される。
なお、トルク管理部２６２が空回りしたとき、クリック音などの音が発生するよう構成してもよい。これにより、利用者がトルク管理部２６２の空回りを知覚できる。例えば取扱説明書に「クリック音が聞こえるまでねじ込んでください」と記載しておくことにより、トルク管理部２６２が空回りするまで利用者がコンデンサモジュール１００を回転させるようになる。これにより、利用者がコンデンサモジュール１００を確実に取り付けられるようにすることができ、コンデンサモジュール１００の取付不良による接触不良などの発生を防ぐことができる。
【００１８】
コンデンサモジュール１００を簡単に交換することができるので、電解コンデンサ１１０が寿命を迎えたとき利用者がコンデンサモジュール１００を交換することにより、電源装置８３０の全体としての寿命を延ばすことができる。
【００１９】
また、電解コンデンサ１１０をカバー１７０が覆っているので、感電を防ぐことができる。更に、放電回路１３０が電解コンデンサ１１０を放電するので、感電を防ぐことができる。コンデンサモジュール１００を取り外すとき、最初に、正極端子１４１と正極接続端子２２１との間が離れ、その後、負極端子１４２と負極接続端子２７１との間が離れる。このため、電解コンデンサ１１０を確実に放電することができ、感電を防ぐことができる。
【００２０】
また、電解コンデンサ１１０の防爆弁が動作した場合、ガス抜き口１７１から蒸気が抜けるので、コンデンサモジュール１００が破壊されるのを防ぐことができる。
【００２１】
また、トルク管理部２６２が、所定方向の所定以上のトルクによって空回りするので、トルクのかけ過ぎによるコンデンサモジュール１００やコンデンサ固定部２００の破壊を防ぐことができる。また、トルクのかけ過ぎによる破壊がないので、利用者は、安心してコンデンサモジュール１００にトルクを加えることができ、トルク不足による取付不良を防ぐことができる。なお、トルク管理部２６２の構成は一例であり、所定方向に所定以上のトルクを加えた場合にトルクを逃がすことができる構成であれば、他の構成であってもよい。更に、トルク管理部２６２が空回りしたとき音を発することにより、より確実に、取付不良を防ぐことができる。
【００２２】
また、コンデンサ固定部２００にトルク管理部２６２を設ける代わりに、コンデンサモジュール１００の側にトルク管理部を設ける構成としてよい。その場合、利用者は、カバー１７０を掴んでコンデンサモジュール１００を回転させると考えられるから、トルク管理部は、例えば、カバー１７０だけが空回りするように構成する。
【００２３】
また、照明器具８００におけるコンデンサ固定部２００の位置は、利用者がコンデンサモジュール１００を容易に交換できる位置であればよく、他の位置であってもよい。コンデンサ固定部２００は、電源装置８３０から直接露出していてもよいし、電源装置８３０から配線を引き出して、より一層交換しやすい位置に設ける構成であってもよい。
【００２４】
実施の形態２．
実施の形態２について、図８〜図９を用いて説明する。
なお、実施の形態１と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００２５】
図８は、この実施の形態におけるコンデンサモジュール１００の構造を示す正視図及び断面図である。
正視図は、側面図及び底面図である。断面図は、側面視断面図である。
コンデンサモジュール１００は、実施の形態１で説明した構成に加えて、着脱検出端子１４３、絶縁部１６２、寿命表示部１７３を有する。
負極端子１４２及び着脱検出端子１４３は、実施の形態１で説明した負極端子１４２を、絶縁部１６２によって２つに分けた形状である。絶縁部１６２は、負極端子１４２と着脱検出端子１４３との間を絶縁する。負極端子１４２及び着脱検出端子１４３は、ともに、負極接続端子２７１と接触して電気接続する。着脱検出端子１４３は、負極端子１４２よりも、電解コンデンサ１１０に近い側に位置し、負極端子１４２は、着脱検出端子１４３よりも正極端子１４１に近い側に位置する。これにより、コンデンサモジュール１００の取付過程では、負極端子１４２が着脱検出端子１４３よりも先に負極接続端子２７１に接触し、コンデンサモジュール１００の取外し過程では、着脱検出端子１４３が負極端子１４２よりも先に負極接続端子２７１から離れる。
寿命表示部１７３は、カバー１７０の先端など、利用者が視認しやすい位置に設けられている。寿命表示部１７３は、所定以上の高温を経験すると、不可逆的に変色する塗料（負荷逆性示温材塗料）などによって構成されている。電解コンデンサ１１０の防爆弁が動作すると、高温の蒸気が噴出するため、カバー１７０の温度が上昇し、寿命表示部１７３が変色する。これにより、カバー１７０が不透明であっても、利用者に防爆弁が動作したこと（すなわち、電解コンデンサ１１０が寿命を迎えたこと）を知らせることができる。なお、寿命表示部１７３は、高温により変色する塗料と、変色しない塗料とを組み合わせ、防爆弁が動作すると「コンデンサモジュールを交換してください」などの文字が浮き出るように構成してもよい。また、カバー１７０を透明もしくは半透明とし、寿命表示部１７３をカバー１７０の内側に設ける構成としてもよい。その場合、寿命表示部１７３は、温度ではなく、電解液の水分に反応して、電解コンデンサ１１０の防爆弁が動作したことを表示する構成であってもよい。
ガス抜き口１７２は、実施の形態１で説明したガス抜き口１７１と比べて形状が異なり、スリット状であるが、機能としては、ガス抜き口１７１と同様であり、防爆弁の動作により噴出した蒸気を逃がす。
なお、寿命表示部１７３は、電解コンデンサ１１０の防爆弁の正面に当たる位置に配置することが望ましい。これにより、防爆弁の動作により、確実に寿命表示部１７３を変色させることができる。
【００２６】
電解コンデンサ１１０の防爆弁が動作すると、電源装置８３０は、保護機能により動作を停止するので、照明器具８００は消灯する。このとき、利用者は、寿命表示部１７３の表示を見て、消灯の原因を理解する。コンデンサモジュール１００は、利用者が容易に交換することができるよう構成されているから、利用者がコンデンサモジュール１００を交換することにより、照明器具８００を点灯させることができる。
【００２７】
図９は、この実施の形態におけるコンデンサモジュール１００の回路構成を示す回路図である。
放電回路１３０は、放電抵抗Ｒ３１に加えて、プルアップ抵抗Ｒ３２、スイッチング素子Ｑ３３、定電圧ダイオードＺ３４などを有する。プルアップ抵抗Ｒ３２（接続判定部）は、正極端子１４１と着脱検出端子１４３との間に電気接続している。スイッチング素子Ｑ３３は、３つの端子（基準端子、制御端子、被制御端子）を有する。スイッチング素子Ｑ３３は、例えばエンハンスメント型ｎＭＯＳＦＥＴである。スイッチング素子Ｑ３３は、制御端子（例えばゲート端子）と基準端子（例えばソース端子）との間の電位差が所定の閾値電圧以上である場合に、オンして、被制御端子（例えばドレイン端子）と基準端子との間が導通し、制御端子と基準端子との間の電位差が閾値電圧未満である場合に、オフして、被制御端子と基準端子との間が絶縁する。スイッチング素子Ｑ３３の被制御端子は放電抵抗Ｒ３１の一端に、基準端子は負極端子１４２に、制御端子は着脱検出端子１４３に、それぞれ電気接続している。定電圧ダイオードＺ３４は、例えばツェナーダイオードである。定電圧ダイオードＺ３４は、両端電圧が所定の閾値電圧に達すると電流が流れ、両端電圧が閾値電圧を超えないようにする。定電圧ダイオードＺ３４の高電位側端子（カソード端子）は、スイッチング素子Ｑ３３の制御端子に電気接続している。定電圧ダイオードＺ３４の低電位側端子（アノード端子）は、スイッチング素子Ｑ３３の基準端子に電気接続している。定電圧ダイオードＺ３４の閾値電圧は、スイッチング素子Ｑ３３の閾値電圧より高く、スイッチング素子Ｑ３３の制御端子−基準端子間の耐圧（例えば３０Ｖ）より低い。
【００２８】
コンデンサモジュール１００をコンデンサ固定部２００に取り付けるときは、まず、負極端子１４２が負極接続端子２７１に接触し、次に、着脱検出端子１４３が負極接続端子２７１に接触し、最後に、正極端子１４１が正極接続端子２２１に接触する。負極接続端子２７１に、負極端子１４２と着脱検出端子１４３とが接触して電気接続することにより、スイッチング素子Ｑ３３の制御端子の電位は、基準端子と同じ低電位になる。このため、スイッチング素子Ｑ３３がオフになり、放電抵抗Ｒ３１には電流が流れない。したがって、実施の形態１と異なり、動作中において放電抵抗Ｒ３１における電力損失がない。なお、プルアップ抵抗Ｒ３２を流れる電流による電力損失が発生するので、プルアップ抵抗Ｒ３２の抵抗値は、大きいほうが望ましい。
【００２９】
コンデンサモジュール１００をコンデンサ固定部２００から取り外すときは、まず、正極端子１４１が正極接続端子２２１から離れ、次に、着脱検出端子１４３が負極接続端子２７１から離れ、最後に、負極端子１４２が負極接続端子２７１から離れる。
正極端子１４１が正極接続端子２２１から離れた時点で、電解コンデンサ１１０は、電源装置８３０から切り離されるが、電解コンデンサ１１０が充電されているので、正極端子１４１の電位は、高いままである。
次に、着脱検出端子１４３が負極接続端子２７１から離れると、プルアップ抵抗Ｒ３２を流れる電流が定電圧ダイオードＺ３４を流れる。電解コンデンサ１１０の両端電圧が定電圧ダイオードＺ３４の閾値電圧より大きければ、定電圧ダイオードＺ３４の両端電圧は、閾値電圧に等しくなる。定電圧ダイオードＺ３４の閾値電圧は、スイッチング素子Ｑ３３の閾値電圧より高いので、スイッチング素子Ｑ３３がオンになり、放電抵抗Ｒ３１を電流が流れて、電解コンデンサ１１０を放電する。
定電圧ダイオードＺ３４の閾値電圧は、スイッチング素子Ｑ３３の制御端子−基準端子間の耐圧より低いので、スイッチング素子Ｑ３３の制御端子−基準端子間に過電圧が加わることによる故障の発生を防ぐことができる。なお、スイッチング素子Ｑ３３の制御端子−基準端子間の耐圧が、電解コンデンサ１１０に充電される最大電圧より大きい場合には、定電圧ダイオードＺ３４は、なくてもよい。
【００３０】
実施の形態１と異なり、動作時において放電抵抗Ｒ３１における電力損失がないので、放電抵抗Ｒ３１の抵抗値を小さくすることができる。このため、電解コンデンサ１１０の静電容量が大きい場合や、動作時における電解コンデンサ１１０の両端電圧が大きい場合であっても、素早く電解コンデンサ１１０を放電して、感電の危険がない安全な電圧まで下げることができる。
【００３１】
このように、コンデンサモジュール１００がコンデンサ固定部２００に接続されているか否かを判定して、コンデンサモジュール１００がコンデンサ固定部２００に接続されている場合は、電解コンデンサ１１０を放電せず、コンデンサモジュール１００がコンデンサ固定部２００に接続されていない場合のみ、電解コンデンサ１１０を放電することにより、電源装置８３０の動作中における電力損失を抑えることができる。
なお、コンデンサモジュール１００がコンデンサ固定部２００に接続されているか否かを判定するための構成（接続判定部）や、コンデンサモジュール１００がコンデンサ固定部２００に接続されていない場合のみ電解コンデンサ１１０を放電するための構成は、一例であり、他の構成であってもよい。例えば、スイッチング素子Ｑ３３に代わりに、コンデンサモジュール１００がコンデンサ固定部２００に接続されたとき、コンデンサ固定部２００に接触して動作する機械的なスイッチを設ける構成であってもよい。
【００３２】
以上、各実施の形態で説明した構成は、一例であり、例えば、異なる実施の形態で説明した構成を組み合わせた構成としてもよいし、重要でない部分の構成を、既知の構成など他の構成で置き換えた構成としてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１００ コンデンサモジュール、１１０ 電解コンデンサ、１２０，８３１ 基板、１３０ 放電回路、１４１ 正極端子、１４２ 負極端子、１４３ 着脱検出端子、１５１，１５２ 配線、１６１，１６２ 絶縁部、１７０ カバー、１７１，１７２ ガス抜き口、１７３ 寿命表示部、２００ コンデンサ固定部、２１１ ケース、２１２ 台座部、２２１ 正極接続端子、２２２，２３２ 基板固定端子、２３１ 摺動端子、２６１ 回転部、２６２ トルク管理部、２６３ 板バネ、２７１ 負極接続端子、８００ 照明器具、８１０ 本体、８２０ 光源、８３０ 電源装置、８４０ 光源回路、ＡＣ 交流電源、Ｒ３１ 放電抵抗、Ｒ３２ プルアップ抵抗、Ｑ３３ スイッチング素子、Ｚ３４ 定電圧ダイオード。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解コンデンサと、上記電解コンデンサの正極に電気接続した正極端子と、上記電解コンデンサの負極に電気接続した負極端子と、上記電解コンデンサを放電する放電回路とを備えるコンデンサモジュールと、
上記正極端子と接触して電気接続する正極接続端子と、上記負極端子と接触して電気接続する負極接続端子とを有し、上記コンデンサモジュールを着脱自在に固定するコンデンサ固定部とを有することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
上記コンデンサ固定部は、上記コンデンサモジュールを取り外すとき、上記正極端子と上記正極接続端子との間の接続が、上記負極端子と上記負極接続端子との間の接続よりも先に解除されることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
上記負極端子は、雄ネジ形状であり、
上記正極端子は、上記負極端子の軸の先端に位置し、
上記負極接続端子は、上記負極端子と螺合する雌ネジ形状であり、
上記正極接続端子は、上記負極接続端子の軸上に位置し、上記負極端子と上記負極接続端子とを螺合させたとき、上記正極端子と接触することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
上記コンデンサ固定部または上記コンデンサモジュールは、上記正極端子と上記正極接続端子とが接触した場合に、上記コンデンサモジュールを締め付けるトルクを逃すトルク管理部を有することを特徴とする請求項３に記載の電源装置。
【請求項５】
上記コンデンサモジュールは、
上記コンデンサモジュールが上記コンデンサ固定部に接続されているか否かを判定する接続判定部を有し、
上記放電回路は、上記コンデンサモジュールが上記コンデンサ固定部に接続されていないと上記接続判定部が判定した場合に、上記電解コンデンサを放電することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電源装置。
【請求項６】
上記コンデンサモジュールは、
上記電解コンデンサの防爆弁が作動したときに発生するガスを抜くためのガス抜き口を有し、上記電解コンデンサの周囲を囲うカバーを有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の電源装置。
【請求項７】
上記コンデンサモジュールは、
上記電解コンデンサの防爆弁が作動したことを検知し、表示する寿命表示部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の電源装置。
【請求項８】
上記寿命表示部は、所定以上の高温を経験すると不可逆的に変色する塗料であることを特徴とする請求項７に記載の電源装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の電源装置と、
上記電源装置から供給される電力により点灯する光源とを有することを特徴とする照明器具。
【請求項１０】
上記コンデンサ固定部は、上記コンデンサモジュールを交換可能な位置に設けられていることを特徴とする請求項９に記載の照明器具。
【請求項１１】
電解コンデンサと、上記電解コンデンサの正極に電気接続した正極端子と、上記電解コンデンサの負極に電気接続した負極端子と、上記電解コンデンサを放電する放電回路とを備えることを特徴とするコンデンサモジュール。
【請求項１】
電解コンデンサと、上記電解コンデンサの正極に電気接続した正極端子と、上記電解コンデンサの負極に電気接続した負極端子と、上記電解コンデンサを放電する放電回路とを備えるコンデンサモジュールと、
上記正極端子と接触して電気接続する正極接続端子と、上記負極端子と接触して電気接続する負極接続端子とを有し、上記コンデンサモジュールを着脱自在に固定するコンデンサ固定部とを有することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
上記コンデンサ固定部は、上記コンデンサモジュールを取り外すとき、上記正極端子と上記正極接続端子との間の接続が、上記負極端子と上記負極接続端子との間の接続よりも先に解除されることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
上記負極端子は、雄ネジ形状であり、
上記正極端子は、上記負極端子の軸の先端に位置し、
上記負極接続端子は、上記負極端子と螺合する雌ネジ形状であり、
上記正極接続端子は、上記負極接続端子の軸上に位置し、上記負極端子と上記負極接続端子とを螺合させたとき、上記正極端子と接触することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
上記コンデンサ固定部または上記コンデンサモジュールは、上記正極端子と上記正極接続端子とが接触した場合に、上記コンデンサモジュールを締め付けるトルクを逃すトルク管理部を有することを特徴とする請求項３に記載の電源装置。
【請求項５】
上記コンデンサモジュールは、
上記コンデンサモジュールが上記コンデンサ固定部に接続されているか否かを判定する接続判定部を有し、
上記放電回路は、上記コンデンサモジュールが上記コンデンサ固定部に接続されていないと上記接続判定部が判定した場合に、上記電解コンデンサを放電することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電源装置。
【請求項６】
上記コンデンサモジュールは、
上記電解コンデンサの防爆弁が作動したときに発生するガスを抜くためのガス抜き口を有し、上記電解コンデンサの周囲を囲うカバーを有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の電源装置。
【請求項７】
上記コンデンサモジュールは、
上記電解コンデンサの防爆弁が作動したことを検知し、表示する寿命表示部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の電源装置。
【請求項８】
上記寿命表示部は、所定以上の高温を経験すると不可逆的に変色する塗料であることを特徴とする請求項７に記載の電源装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の電源装置と、
上記電源装置から供給される電力により点灯する光源とを有することを特徴とする照明器具。
【請求項１０】
上記コンデンサ固定部は、上記コンデンサモジュールを交換可能な位置に設けられていることを特徴とする請求項９に記載の照明器具。
【請求項１１】
電解コンデンサと、上記電解コンデンサの正極に電気接続した正極端子と、上記電解コンデンサの負極に電気接続した負極端子と、上記電解コンデンサを放電する放電回路とを備えることを特徴とするコンデンサモジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−９９５７８（Ｐ２０１２−９９５７８Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４４５８３（Ｐ２０１０−２４４５８３）
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【出願人】（３９００１４５４６）三菱電機照明株式会社 (585)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【出願人】（３９００１４５４６）三菱電機照明株式会社 (585)
【Ｆターム（参考）】
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