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発明の名称 照明灯用トランスの二次電流制御装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平8−203674
公開日 平成8年(1996)8月9日
出願番号 特願平7−26249
出願日 平成7年(1995)1月20日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】澤田 忠雄
発明者 岩附 宗和 / 仲井 政雄
要約 目的
照明灯側からのトランスの二次側コイルへの負荷が各照明灯毎に一定しなくても、また、上記負荷が経時的に変動するとしても、上記照明灯に所定の光度や寿命が確保され、しかも、このような効果が煩雑な作業を要することなく確実に得られるようにする。

構成
照明灯6に供給されるトランス10の二次電流I2 の値を検出する検出センサ18を設ける。この検出センサ18の検出信号を入力して上記二次電流I2 の値を設定値にさせるように同上トランス10の一次電流I1 の値を増減させる制御装置19を設ける。
特許請求の範囲
【請求項1】 照明灯に供給されるトランスの二次電流の値を検出する検出センサを設け、この検出センサの検出信号を入力して上記二次電流の値を設定値にさせるように同上トランスの一次電流の値を増減させる制御装置を設けた照明灯用トランスの二次電流制御装置。
【請求項2】 トランスの一次側、二次側および制御装置をそれぞれ電気的にオンさせるとき、上記一次側と二次側のうちいずれか遅い方のオンで、上記制御装置がオンされるようにした請求項1に記載の照明灯用トランスの二次電流制御装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、プール等における照明灯への供給電流を制御するようにした照明灯用トランスの二次電流制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】照明装置には、従来、例えば、図4で示されるものがある。
【0003】これにつき説明すると、図4で示される照明装置31はプール32内の水33をその内部から照明するものである。
【0004】上記プール32の内壁面34には凹所35が形成され、この凹所35に照明灯36が収容されている。この照明灯36は上記内壁面34側に固着されている。上記照明灯36は電線37と電気回路装置38とを介して交流の電源39に電気的に接続されている。そして、上記電気回路装置38をオン(ON)させれば、上記照明灯36に電流が供給されて、これが点灯するようになっている。
【0005】上記電気回路装置38はトランス40を備えている。このトランス40は上記照明灯36に印加されるべき電圧の値が、上記電源39とは異なる値であるとき、この電源39の電圧の値を変圧させて、これを上記照明灯36に印加させるものであり、上記トランス40は上記電源39に接続される一次側コイル41と、上記照明灯36に電線37を介し接続される二次側コイル42とを有している。また、上記電源39と一次側コイル41との間に一次側開閉器44が介設され、上記電線37と二次側コイル42との間に二次側開閉器45が介設されている。
【0006】そして、上記一次側開閉器44と二次側開閉器45とを共にオン(ON)させれば、上記トランス40により、その一次側コイル41には電線37の電力に基づき一次電圧V1 が印加されて一次電流I1 が流れ、これに誘導されて二次側コイル42に二次電圧V2 が生じ、この二次電圧V2 が上記照明灯36に印加されて二次電流I2 が流れ、もって、この照明灯36が点灯させられるようになっている。
【0007】また、上記一次側開閉器44と一次側コイル41とは、この一次側コイル41のコイル巻数を種々選択できるようタップ手段46で接続されている。そして、照明灯36側からの二次側コイル42への負荷が下記の例のように一定しない場合には、この負荷に応じ、上記タップ手段46のタップ接続を切り換えて、二次側コイル42に誘導される電圧の大きさを調整することとされている。
【0008】即ち、例えば、上記照明灯36側の電線37の長さLが長い(もしくは短い)ときには、照明灯36に必要とされる所定電流を確保する上で、二次側コイル42への負荷が大きく(もしくは小さく)なるため、この負荷の大きさを予め計算等で求め、二次電圧V2 がこれに見合った値となるよう上記タップ手段46のタップ接続を切り換えることとされている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来構成によれば、次の問題がある。
【0010】即ち、照明灯36側からの二次側コイル42への負荷が一定しない場合において、この二次側コイル42のタップ接続の切り換え作業時には、各照明灯36毎にその電線37の長さ等をそれぞれに計算、計測する必要があるなど、この切り換え作業は極めて煩雑である。
【0011】また、上記したようにタップ接続の切り換え作業は煩雑であるため、これを誤ってするおそれがあり、この場合、二次電流I2 が過少であれば、照明灯36の光度が不十分になり、逆に、二次電流I2 が過大であれば、この照明灯36のフィラメントに過大な負荷がかかり、寿命が低下させられるという問題を生じる。また、このような不都合は、電源39側の事情等により、一次電圧V1 が経時的に変動した場合、例えば、100Vのところを95〜105Vで変動した場合にも生じることとなる。
【0012】一方、トランス40をオンさせたとき、これに過大な電流が流れないようにして、このトランス40の保護が図られることが望まれている。
【0013】
【発明の目的】この発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、照明灯側からのトランスの二次側コイルへの負荷が各照明灯毎に一定しなくても、また、上記負荷が経時的に変動するとしても、上記照明灯に所定の光度や寿命が確保され、しかも、このような効果が煩雑な作業を要することなく確実に得られるようにすることを目的とする。
【0014】また、トランスをオンさせたとき、これに過大な電流が流れないようにして、トランスが保護されるようにすることを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するためのこの発明は、次の如くである。
【0016】なお、この「課題を解決するための手段」の項において、下記した( )内の用語は、特許請求の範囲の用語に対応するものである。
【0017】この発明の照明灯用トランスの二次電流制御装置は、照明灯6に供給されるトランス10の二次電流I2 の値を検出する検出センサ18を設け、この検出センサ18の検出信号を入力して上記二次電流I2 の値を設定値にさせるように同上トランス10の一次電流I1 の値を増減させる制御装置19を設けたものである。
【0018】上記の場合、トランス10の一次側開閉器(一次側)14、二次側開閉器(二次側)15および制御装置19をそれぞれ電気的にオンさせるとき、上記一次側開閉器(一次側)14と二次側開閉器(二次側)15のうちいずれか遅い方のオンで、上記制御装置19がオンされるようにしてもよい。
【0019】
【作 用】上記構成による作用は次の如くである。
【0020】照明灯6からトランス10の二次側コイル12側までの電線7の長さLが比較的長い(もしくは短い)ときには、照明灯6に必要とされる所定電流を確保する上で、この照明灯6側からの二次側コイル12への負荷が大きく(もしくは小さく)なって、この二次側コイル12を流れる二次電流I2 が過少(もしくは過大)になりがちであり、このときには、上記照明灯6の光度が不十分(もしくは過度)になる。
【0021】しかし、上記二次電流I2 が過少(もしくは過大)になると、これを検出した検出センサ18の検出信号が制御装置19に入力されて、上記トランス10の一次電流I1 が増加(もしくは減少)させられ、これにより、この一次電流I1 から誘導される二次電圧V2 に基づく二次電流I2 の値が照明灯6の容量に見合うよう予め定められた設定値とされる。
【0022】また、上記一次側コイル11に接続される電源9側の事情等により、一次電圧V1 が変動した場合にも上記と同じ作用が得られる。
【0023】そして、上記照明灯6の容量に見合う二次電流I2 の値の調整は、二次電流I2 の値を検出する検出センサ18と、この検出センサ18の検出信号を入力して一次電流I1 の値を増減させる制御装置19とによって自動的になされることから、従来行っていた煩雑なタップ接続の切り換え作業は不要であると共に、その誤作業が回避される。
【0024】上記の場合、トランス10の一次側開閉器(一次側)14、二次側開閉器(二次側)15および制御装置19をそれぞれ電気的にオンさせるとき、上記一次側開閉器(一次側)14と二次側開閉器(二次側)15のうちいずれか遅い方のオンで、上記制御装置19がオンされるようにしてもよい。
【0025】このようにすれば、次の作用がある。
【0026】即ち、仮に、一次側開閉器(一次側)14をオンした後、二次側開閉器(二次側)15をオンする前に、制御装置19をオンさせたとする。この制御装置19をオンしたときは、二次電流I2 は零であって小さい値であるため、この二次電流I2 の値を検出した検出センサ18の検出信号により、上記制御装置19が一次電流I1 を増加させることにより二次電流I2 を増加させようとして作動することとなる。そして、この状態で、上記二次側開閉器(二次側)15をオンさせると、上記した一次電流I1 を増加させようとする制御装置19の作動によって、実際の一次電流I1 の値が急激に増加させられて、これが過大になるという不都合が生じる。
【0027】そこで、前記したように、一次側開閉器(一次側)14と二次側開閉器(二次側)15のうちにいずれか遅い方のオンで、上記制御装置19がオンされるようこれらオンの順番が定められている。
【0028】
【実施例】以下、この発明の実施例を図1から図3により説明する。
【0029】図1と図2において、符号1は照明装置で、この照明装置1はプール2内の水3をその内部から照明するものである。
【0030】上記プール2の内壁面4には凹所5が形成され、この凹所5に照明灯6が収容されている。この照明灯6は上記内壁面4側に着脱自在に固着されている。上記照明灯6は電線7と電気回路装置8とを介して交流の電源9に電気的に接続されている。そして、上記電気回路装置8をオン(ON)させれば、上記照明灯6に電流が供給されて、これが点灯するようになっている。
【0031】上記電気回路装置8はトランス10を備えている。このトランス10は上記照明灯6に印加されるべき電圧の値が、上記電源9とは異なる値であるとき、この電源9の電圧の値を変圧させて、これを上記照明灯6に印加させるものであり、上記トランス10は上記電源9に接続される一次側である一次側コイル11と、上記照明灯6に電線7を介し接続される二次側である二次側コイル12とを有し、このトランス10は絶縁トランスとされている。
【0032】また、上記電源9と一次側コイル11との間に一次側開閉器14が介設され、上記電線7と二次側コイル12との間に二次側開閉器15が介設されている。上記一次側開閉器14と二次側開閉器15はいずれも過電流遮断器を兼ねている。
【0033】そして、上記トランス10の一次側と二次側とを電気的にオン(ON)させるため、上記一次側開閉器14と二次側開閉器15とを共にオンさせると、上記トランス10により、その一次側コイル11には電線7の電力に基づき一次電圧V1 が印加されて一次電流I1 が流れ、これに誘導されて二次側コイル12に二次電圧V2 が生じ、この二次電圧V2 が上記照明灯6に印加されて二次電流I2 が流れ、もって、この照明灯6が点灯させられるようになっている。
【0034】上記二次電流I2 の値を検出する検出センサ18が設けられている。また、上記検出センサ18の検出信号を入力して上記二次電流I2 の値を照明灯6の容量に見合うよう予め定めた設定値にさせるように一次電流I1 を増減させる電子的な制御装置19が設けられている。この制御装置19は電子部品であるトライアック20を備え、このトライアック20が上記検出センサ18の検出信号を入力して、一次電流I1 を位相制御により増減させる。なお、上記トライアック20に代えて、他の電子部品であるIGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)、FET、トランジスタ、サイリスタ等を用いてもよい。
【0035】そして、上記照明灯6からトランス10の二次側コイル12側までの電線7の長さLが比較的長い(もしくは短い)ときには、照明灯6に必要とされる所定電流を確保する上で、この照明灯6側からの二次側コイル12への負荷が大きく(もしくは小さく)なって、この二次側コイル12を流れる二次電流I2 が過少(もしくは過大)になりがちであり、このときには、上記照明灯6の光度が不十分(もしくは過度)になる。
【0036】しかし、上記二次電流I2 が過少(もしくは過大)になると、これを検出した検出センサ18の検出信号が制御装置19に入力されて、上記トランス10の一次側コイル11を流れる一次電流I1 が増加(もしくは減少)させられ、これにより、この一次電流I1 から誘導される二次電圧V2 に基づく二次電流I2 の値が照明灯6の容量に見合うよう予め定められた設定値とされる。
【0037】よって、上記照明灯6を流れる二次電流I2 はこの照明灯6にとっての適正値となって、この照明灯6に所望の光度が確保される(もしくは、照明灯6の光度が過大になることが防止されて、所定の寿命が確保される)。
【0038】このようにして、上記照明灯6の容量に見合う二次電流I2 の値の調整は、二次電流I2 の値を検出する検出センサ18と、この検出センサ18の検出信号を入力して一次電流I1 の値を増減させる制御装置19とによって自動的になされる。
【0039】上記二次電流I2 の設定値は任意に調整自在とされている。より具体的には、照明灯6は定格電圧が12Vとされ、この照明灯6の電力が50W、100W、200W等のいずれかとされている。一方、上記制御装置19には調整操作部21が取り付けられると共に50W、100W、200W等の表示があり、上記調整操作部21の操作により、これを上記50W等の表示のいずれかに選択的に合致可能とされている。
【0040】照明装置1に用いられた上記照明灯6が例えば50Wであれば、上記調整操作部21を操作してこれを50Wの表示に合致させる。すると、自動的に、設定値が(50W÷12V=)4.2A(アンペア)とされる。
【0041】上記と同じく、照明装置1に用いられた照明灯6が100Wであれば、同上調整操作部21の操作により設定値が(100W÷12V=)8.35Aとされ、照明灯6が200Wであれば、同上調整操作部21の操作により設定値が(200W÷12V=)16.7Aとされる。
【0042】そして、上記したように、所望の設定値を予め定めておきさえすれば、電線7の長さLが長いもの(例えば50m)、もしくは短いもの(例えば20m)のいずれであっても、また、一次電圧V1 が経時的に変動しても、これらにかかわらず二次電流I2 が上記設定値に自動調整されて、照明灯6に所望の光度が確保される。
【0043】一方、上記照明装置1の使用に際しては、上記制御装置19、一次側開閉器14、および二次側開閉器15をいずれも電気的にオン(ON)させるが、上記一次側開閉器14と二次側開閉器15のうちいずれか遅い方がオンされたとき、これと同時、もしくは、その後に上記制御装置19がオンされて、制御が開始されるよう、これらのオンの順番が電気回路装置8によって定められている。
【0044】即ち、仮に、一次側開閉器14をオンした後、二次側開閉器15をオンする前に、制御装置19をオンさせたとする。この制御装置19をオンしたときは、二次電流I2 は零であって小さい値であるため、この二次電流I2 の値を検出した検出センサ18の検出信号により、上記制御装置19が一次電流I1 を増加させることにより二次電流I2 を増加させようとして作動することとなる。そして、この状態で、上記二次側開閉器15をオンさせると、上記した一次電流I1 を増加させようとする制御装置19の作動によって、実際の一次電流I1 の値が急激に増加させられて、これが過大になるという不都合が生じる。
【0045】そこで、前記したように、一次側開閉器14と二次側開閉器15のうちにいずれか遅い方のオンで、上記制御装置19がオンされるよう電気回路装置8に設けられた電気的、もしくは機械的な一般的なインターロックによりオンの順番が定められている。
【0046】図3において、一次側開閉器14と二次側開閉器15とを共にオンさせて制御装置19をオンさせたときに照明灯6のフィラメントが冷えていると、これの電気抵抗は小さいため、図3中仮想線のA部で示すように、二次電流I2 が急上昇して、この二次電流I2 により、設定値を大きく越える突入電流が上記フィラメントに流れ、このフィラメントの温度が急上昇する。すると、これによる熱衝撃によってフィラメントの劣化が早められて照明灯6の寿命が低下するという問題がある。
【0047】そこで、図3中実線で示すように、上記一次側開閉器14と二次側開閉器15を共にオンさせたとき、上記制御装置19が有するICにより一次電流I1 が時間の経過と共に、徐々に、かつ、漸次上昇させられるようになっており、これにより、上記二次電流I2 が時間の経過と共に徐々に、かつ、漸次上昇して設定値に達し、この設定値を大きくは越えない、いわゆるソフトスタートがなされるようになっている。
【0048】これによれば、一次側開閉器14と二次側開閉器15のオン、オフ回数が多い状況の中でも、それぞれの照明灯6のフィラメントの温度上昇は緩やかとなるため、熱衝撃による熱疲労が抑制されて、その分、照明灯6の寿命の向上が達成される。
【0049】
【発明の効果】この発明によれば、照明灯に供給されるトランスの二次電流の値を検出する検出センサを設け、この検出センサの検出信号を入力して上記二次電流の値を設定値にさせるように同上トランスの一次電流の値を増減させる制御装置を設けてある。
【0050】このため、上記照明灯からトランスの二次側コイル側までの電線の長さが比較的長い(もしくは短い)ときには、照明灯に必要とされる所定電流を確保する上で、この照明灯側からの二次側コイルへの負荷が大きく(もしくは小さく)なって、この二次側コイルを流れる二次電流が過少(もしくは過大)になりがちであり、このときには、上記照明灯の光度が不十分(もしくは過度)になる。
【0051】しかし、上記二次電流が過少(もしくは過大)になると、これを検出した検出センサの検出信号が制御装置に入力されて、上記トランスの一次電流が増加(もしくは減少)させられ、これにより、この一次電流から誘導される二次電圧に基づく二次電流の値が照明灯の容量に見合うよう予め定められた設定値とされる。
【0052】よって、上記照明灯を流れる二次電流はこの照明灯にとっての適正値となって、この照明灯に所望の光度が確保される(もしくは、照明灯の光度が過大になることが防止されて、所定の寿命が確保される)。
【0053】また、上記一次側コイルに接続される電源側の事情等により、一次電圧が変動した場合にも上記と同じ効果が得られる。
【0054】そして、上記照明灯の容量に見合う二次電流の値の調整は、二次電流の値を検出する検出センサと、この検出センサの検出信号を入力して一次電流の値を増減させる制御装置とによって自動的になされることから、従来行っていた煩雑なタップ接続の切り換え作業は不要であると共に、その誤作業が回避される。
【0055】よって、照明灯側からのトランスの二次側コイルへの負荷が各照明灯毎に一定しなくても、また、上記負荷が経時的に変動するとしても、上記照明灯に所定の光度や寿命が確保されるという前記した効果が、煩雑な作業を要することなく確実に得られることとなる。
【0056】上記の場合、トランスの一次側、二次側および制御装置をそれぞれ電気的にオンさせるとき、上記一次側と二次側のうちいずれか遅い方のオンで、上記制御装置がオンされるようにしてもよい。
【0057】このようにすれば、次の効果がある。
【0058】即ち、仮に、一次側をオンした後、二次側をオンする前に、制御装置をオンさせたとすると、このときは、二次電流は零であるため、この状態で、上記二次側をオンさせると、一次電流を増加させることにより二次電流を増加させようとする制御装置の作動によって、実際の一次電流の値が過大になるという不都合が生じる。
【0059】そこで、前記したように、一次側と二次側のうちにいずれか遅い方のオンで、上記制御装置がオンされるようこれらオンの順番が定められており、これによれば、上記各電気部品をオンさせたとき、一次電流の値が過大になるということが防止されて、トランスが確実に保護されるという効果がある。




 

 


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