JP3531754B2 - サイン灯用電源装置及びサイン灯用点滅・調光装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、商用交流電圧を受電
して変圧器により直接高電圧に変換し、又は、インバー
タによって高周波に変換するとともに変圧器によって高
電圧とし、その高電圧を、その変圧器の二次側に接続さ
れたネオン管やアルゴン管などの放電管に印加して点灯
し、又、その点灯を滅灯したり制御し、或いは点灯輝度
を徐々に変化させ、いわゆる調光表示をおこなうサイン
灯用電源装置、また商用交流電力をパターンデータによ
りスイッチング制御して、その出力を二次側に放電管が
接続された変圧器へ供給して放電管の点滅・調光に用い
るサイン灯用点滅・調光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５に従来のこの種の放電灯の点滅制御
装置、或いは調光装置を示す。商用交流電源１１からの
商用交流電圧はドラムスイッチ装置１２に供給され、ド
ラムスイッチ装置１２は図に示していないがドラム上に
複数の帯状接点が並列に取り付けられ、その帯状接点が
それぞれ長手方向に断続するパターンとして構成され、
このドラムが回転するとその断続パターンに従って商用
交流電圧をオンオフするものであり、即ち、ドラムスイ
ッチ装置１２の各スイッチ１２₁ 乃至１２_n がその帯状
接点パターンに従ってオンオフされる。この各スイッチ
１２₁ 乃至１２_nがそれぞれ変圧器、いわゆるネオント
ランス１３₁ 乃至１３_n の各一次側に接続され、変圧器
１３₁ 乃至１３_n の各二次側に高電圧が発生される。こ
の高電圧はこれら変圧器１３₁ 乃至１３_n の二次側に接
続されたネオン管やアルゴン管などの放電管１４₁ 乃至
１４_n を点滅制御する。調光装置においてはドラムスイ
ッチ装置１２の替わりにそれぞれのスイッチ１２₁ 乃至
１２_n の部分にサイリスタが設けられ、そのサイリスタ
が商用交流電圧の１サイクル中にオンになる位相角が徐
々に制御されて、それによりネオン管などの放電管１４
₁ 乃至１４_n の明るさが制御され、その明るさが徐々に
明るくなったり暗くなったり等の制御がおこなわれて調
光表示が行われる。

【０００３】或いは、図６に示すように変圧器１３₁ 乃
至１３_n の一次側に電源制御器１５ ₁ 乃至１５_n がそれ
ぞれ設けられ、その電源制御器１５₁ 乃至１５_n に対し
て商用交流電源１１が接続され、又、点滅調光制御器１
６がそれぞれ電源制御器１５ ₁ 乃至１５_n に対し各別の
信号線１７₁ 乃至１７_n で接続され、各電源制御器１５
₁ 乃至１５_n はその入力された商用交流電圧を、また入
力された点滅、調光制御信号に応じて断続して変圧器１
３₁ 乃至１３_n にそれぞれ供給する。よって変圧器１３
₁ 乃至１３_n にそれぞれ接続された放電管１４₁ 乃至１
４_n がそれぞれ点滅制御、或いは調光制御される。

【０００４】従来のサイン灯用点滅・調光装置１８は図
７に示すように、商用交流電源１１が入力端子に接続さ
れ、この入力端子は複数に分岐され、それぞれスイッチ
ング素子１９₁ 〜１９_n を通じて出力端子に接続され、
各出力端子にネオン変圧器１３₁ 〜１３_n がそれぞれ接
続される。点滅・調光制御器１６の出力側がサイン灯用
点滅・調光装置１８内の制御器１５に接続され、制御器
１５は入力されたパターンデータに従ってスイッチング
素子１９₁ 〜１９_n をオンオフ制御する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図５に示した個別配線
によって各変圧器に対して配線を行う場合は、変圧器の
数が多くなるにしたがって膨大な配線を必要とし、工事
に多大な時間を要する問題があった。一方、信号線を別
に設ける図６に示す方式においては、信号線に雑音が重
畳する恐れがあり、その影響を無くす必要があった。
又、信号線を個々に配線するのも電源線ほどではないが
多くの工事を必要とすることになる。

【０００６】従来のサイン灯用点滅・調光装置はネオン
塔の近くに分散配置され、各ネオン変圧器、ネオン管の
配線は短くなるが、サイン灯用点滅・調光装置への点滅
・調光パターンデータの伝送距離が比較的長くなり、雑
音の影響を受け易く、またその信号線のための配線を必
要とする。更にサイン灯用電源装置、サイン灯用点滅・
調光装置のいずれにおいても、現場、またその近くに分
散配置して、それぞれ独立に動作させることが考えられ
るが、その場合、ネオン管などは多数個が連係動作して
１つの表示を行っていることが多く、これらは同期的に
動作させる必要があるが、その同期のために配線接続す
ることは分散配置、独立動作の利益が少なくなってしま
う。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明のサイン灯用電
源装置によれば、パターンデータを保持するデータ保持
手段が内蔵され、又、そのデータ保持手段のパターンデ
ータを読みだして、そのパターンデータに従って変圧器
の二次側の電力を制御、つまりオンオフ制御、或いは位
相角制御（流通位相角制御）ないし電流制御を行う手段
が内蔵されている。更に商用交流電力を受電して整流・
平滑して得られた直流電圧が所定のレベルに達してタイ
ムカウンタが起動した後、整流して得られた脈流電力の
最初の０交差点を基準としてタイムカウンタのクロック
を作成して、パターンデータの読み出しをその所定個所
から開始させる手段が設けられる。

【０００８】この発明のサイン灯用点滅・調光装置によ
れば、データ保持手段にパターンデータが保持され、そ
のパターンデータが読み出され、これに従って受電商用
交流電力が制御される。また商用交流電力を受電して整
流・平滑して得られた直流電圧が所定のレベルに達して
タイムカウンタが起動した後、整流して得られた脈流電
力の最初の０交差点を基準としてタイムカウンタのクロ
ックを作成して、パターンデータの読み出しがその所定
個所から開始させられる。

【０００９】

【実施例】図１にこの発明の実施例を示す。この発明に
よる電源装置２１はそのケース内に変圧器１３が内蔵さ
れ、その変圧器１３の一次側はトライアック等の半導体
スイッチ素子２２を通じて電源入力端子２３ａ、２３ｂ
に接続され、変圧器１３の二次側は出力端子２４ａ、２
４ｂに接続される。電源装置２１のケースは変圧器１３
のケース自体であってもよい。入力端子２３ａ、２３ｂ
はスイッチを介して商用交流電源１１に接続され、出力
端子２４ａ、２４ｂはネオン管のような放電管１４に接
続される。

【００１０】電源装置２１内には、ワンチップマイコン
より構成された制御部２５が設けられ、入力端子２３
ａ、２３ｂにトランス２６が接続され、トランス２６の
二次側に全波整流器２７が接続され、その整流出力はコ
ンデンサ２８を充電すると同時に定電圧回路２９に供給
され、定電圧回路２９の出力側にコンデンサ３１が接続
される。そのコンデンサ３１の両端電圧、つまり定電圧
回路２９の出力は制御部２５の動作電源端子に印加され
る。又、定電圧回路２９の出力側にリセット回路３２が
接続され、商用交流電源電圧が最初に印加された際に、
その立ち上がりを検出して制御部２５を初期状態にリセ
ットするように成されている。

【００１１】この発明においては、パターンデータを保
持するデータ保持手段３３、例えばＲＯＭが設けられ、
ＲＯＭ３３には放電管を点滅制御する場合には、点灯を
示すデータとして１が、消灯を示すデータとして０が記
憶される。このデータ保持手段３３が一定時間ごとに、
例えば１秒ごとに読みだされ、その読み出し周期を示す
一定時間は、例えばタイマー３４を設け、そのタイマー
３４がタイマーアウトするごとに読み出しを行い、また
そのタイマー３４をリセットする。この例では読みださ
れたデータはインバータ３５で極性反転されてラッチ回
路３６にラッチされ、ラッチ回路３６の出力によってト
ライアック、つまり半導体スイッチ素子２２が制御され
る。この例では半導体スイッチ素子２２としてフォトト
ライアックを用いた場合であって、そのラッチ回路３６
の出力側は発光素子３７を通じて定電圧回路２９の出力
側に接続され、発光素子３７の発光によってフォトトラ
イアック２２がオンするように構成されている。発光素
子３７とフォトトライアック２２はフォトカプラを構成
している。従ってデータ保持手段３３に保持されている
パターンデータの内容にしたがって放電管１４が点滅制
御される。

【００１２】データ保持手段３３としては前記読み出し
専用メモリ（ＲＯＭ）の場合は、あらかじめ作った所望
のパターンデータを書き込んだＲＯＭ３３をこの制御部
２５内に装置させ、これを電源装置２１に内蔵させても
よい。このデータ保持手段３３として電気的に書換え可
能であるが、電源が切断されても記憶内容を保持する、
例えばＥＥＰＲＯＭを用い、外部の信号を受信してこの
データ保持手段３３にパターンデータを好きなように書
き込み、又、書き換えるようにすることもできる。デー
タ保持手段３３としては記憶を保持する電源を必要とす
るＲＡＭを用いてもよい。

【００１３】この例では、外部よりの信号を磁気結合に
より取り込んで（受信して）、その受信データをデータ
保持手段３３に書き込むようにした場合であって、電源
装置２１内には磁芯３８にコイル３９を巻いた受信部が
設けられ、そのコイル３９の出力はダイオード４１で検
波され、その時定数回路４２で波形が整えられて制御部
２５内のＡＤ変換器４３に入力される。

【００１４】データ保持手段３３へのパターンデータの
書き込みは、商用交流電圧を断続制御して、電源装置２
１へ伝送して行うこともできる。この場合は全波整流回
路２７の一端が抵抗器８６、８６’を通じて接地され、
その抵抗器８６’と並列にコンデンサ８７が接続され、
コンデンサ８７の両端電圧が制御部２５内のＡ／Ｄ変換
器８８でデジタル信号として取り込まれ、この信号から
送信した２値データを復元してデータ保持手段３３に書
き込む。

【００１５】データ保持手段３３は着脱自在に取り付
け、記憶したパターンデータの内容が異なるものと交換
して、ネオン管の点滅・調光状態を変更するようにして
もよい。またデータ保持手段３３に複数のパターンデー
タを記憶しておき、その１つを外部から選択設定し、そ
の選択したパターンデータでトライアック２２をオン、
オフ制御してもよい。

【００１６】このような電源装置２１を分散配置して、
多数のネオン管１４を点滅制御して全体として表示を行
う場合がよくあるが、その場合はその複数の電源装置２
１を同期して起動させ、これら電源装置２１によるネオ
ン管の点滅制御を同期して行う必要がある。この同期の
ためにはこれら電源装置の制御部２５を相互に同期用信
号線で接続して同期させて行うこともできるが、この発
明では商用交流電圧を電源装置２１に印加した時の電源
の立ち上がりを利用して前記同期を行う。即ち、図２Ａ
に示すように時点ｔ₀ に電源スイッチを投入して商用交
流電圧を印加すると、図１中の電源装置２１のトランス
２６の二次側には、図２Ｂに示すように、コンデンサ２
８、３１が例えば１００μ秒程度で充電され、時点ｔ₂
に電圧の立ち上がりが確定される。これがリセット回路
３２で検出され、電源電圧の確立レベルに達した時点ｔ
₂ から一定時間、例えば２００μ秒間リセット信号が出
力され、制御部２５の内部が初期状態にリセットされ
る。そのリセットが図２Ｃに示すように時点ｔ₃ に解除
されると、制御部２５は動作を開始し、その内部のタイ
ムカウンタが起動する。このタイムカウンタの起動は図
２Ｄに示すように、時点ｔ₃ から１０乃至１００μ秒後
の時点ｔ₄ であり、これは初期化ソフトプログラムによ
って決まる。この時点ｔ₄ の後のコンデンサ８７に於け
る電圧波形（図２Ｅ）の最初の０交差点を検出し、この
点より各０交差点ごとに図２Ｆに示すようにタイムカウ
ントのクロックを作成する。このタイムカウントのクロ
ックの発生開始からネオン管の点滅制御を開始する。

【００１７】この場合電源スイッチをオンにしてからタ
イムカウントのスタートまで、つまりクロック発生の開
始までは約３１０乃至４００μ秒であるが、時点ｔ₂ 乃
至ｔ ₃ の間のリセット時間２００μ秒と、ｔ₃ 乃至ｔ₄
迄の初期化時間とは固定で変動要素を伴わない。主な変
動は電源電圧の立ち上がり速度の約１００μ秒に過ぎ
ず、一方実際のネオン管１４の点滅制御は速くても０．
３秒のオーダーであるから、電源電圧の立ち上がりのば
らつきは１００μ秒の２、３割、つまり２０μ、３０μ
秒程度に過ぎず、これは前記最も速い点滅動作に対して
十分無視できる。従って、複数の電源装置のネオン管の
点滅を同期して動作させることができる。電源監視のス
タートと、つまり時点ｔ₄ と商用交流電圧の０交差点と
がほぼ同時に発生すると、電源装置２１によってはその
最初の０交差点を１つのクロックとしてカウントするも
のとカウントしないものとがあり、１クロックずれが生
じることがある。このずれは商用交流電圧が５０Ｈｚの
場合は１０ミリ秒にしかすぎず、このずれが拡大する恐
れはなく、ネオン管の最高点滅速度の０．３秒に比べて
十分小さく、このずれも無視することは実用上問題はな
い。

【００１８】なお図２Ｆに示した商用交流電圧の０交差
点を、パターンデータの読み出しクロックに使用しても
よい。上述においては、商用交流電圧を変圧器１３で直
接昇圧したが、一旦高周波信号に変換して高い電圧を発
生するようにするインバータ式の電源装置にもこの発明
を適用することができる。例えば図３に図１と対応する
部分に同一符号を付けて示すように、入力端子２３ａ、
２３ｂは全波整流回路９１で整流され、更に平滑回路９
２で平滑されて直流とされる。この平滑回路９２の一方
の出力側が変圧器９３の中点に接続されるとともに、他
方の出力側がスイッチング素子９４、９５を通じて変圧
器９３の両端にそれぞれ接続される。変圧器９３の二次
側が出力端子２４ａ、２４ｂに接続される。制御部２５
によりスイッチング素子９４、９５が交互にスイッチン
グされて変圧器９３に、例えば１０乃至３０ＫＨｚの高
周波信号が発生すると共に高い電圧に昇圧されて出力端
子２４ａ、２４ｂに印加される。この場合においてはネ
オン管１４に対する点滅制御は、つまりデータ保持手段
３３から読みだしたデータによってスイッチング素子９
４、９５のオンオフ制御を停止したり、スイッチング動
作を行わせたりする。つまり読みだしたデータが１の場
合はスイッチング動作を行うが、０の場合はスイッチン
グ動作を中止するように制御部２５が動作する。その他
については、先に図１に対応して説明したことをすべて
この場合にも適用することができる。

【００１９】更にサイン灯用点滅・調光装置にこの発明
を適用した例を図４に、図１、図６と対応する部分に同
一符号を付けて示す。つまりこの場合は各点滅・調光装
置１８は商用交流電圧が受電され、これが検出されると
各制御部２５が初期状態とされた後、図２で説明したよ
うに、ほぼ一斉にそれぞれのデータ保持手段３３の読み
出しが開始され、そのトライアック１９₁ 〜１９_n に対
するオンオフ制御がなされる。この場合も商用交流電圧
のゼロ交差点をパターンデータの読み出しクロックとす
ることができる。またデータ保持手段３３は書き替え可
能なものでも読み出し専用のものでもよく、複数のパタ
ーンデータを選択使用するものでもよい。更にデータ保
持手段３３を着脱自在としてもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、サ
イン灯用電源装置、サイン灯用点滅・調光装置はデータ
保持手段を有し、そのパターンデータを読み出し、これ
に従ってスイッチング素子をオンオフ制御するものであ
るから、分散配置してそれぞれ独立に動作させることが
でき、サイン塔工事をすこぶる簡単化することができ
る。しかも商用交流電圧の受電を検出して、データ保持
手段のパターンデータをその所定個所（通常最初の所）
から読み出しを開始するため、これら複数の分散配置し
た装置間で点滅・調光の同期がとれ、同期間の配線を必
要とせず、一層工事が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明の実施例を示すブロック図。

【図２】点滅の開始を商用交流電圧受電を契機とするた
めの動作例を示すタイムチャート。

【図３】請求項１の発明の他の実施例を示すブロック
図。

【図４】請求項２の発明の実施例を示すブロック図。

【図５】従来のネオン管点滅制御装置を示すブロック
図。

【図６】その他の例を示すブロック図。

【図７】従来のサイン灯用点滅・調光装置を示すブロッ
ク図。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 商用交流電力を受電し、変圧器により高
   電圧に変換し、上記変圧器の二次側に接続された放電管
   を点灯するサイン灯用電源装置において、 パターンデータを保持するデータ保持手段と、上記 データ保持手段中のパターンデータを読み出して上
   記変圧器の二次側出力電力を制御する手段と、上記商用交流電力を受電して整流・平滑して得られた直
   流電圧が所定のレベルに達してタイムカウンタが起動し
   た後、整流して得られた脈流電力の最初の０交差点を基
   準として上記タイムカウンタのクロックを作成する手段
   と 、 を具備することを特徴とするサイン灯用電源装置。
2. 【請求項２】 商用交流電力を受電し、パターンデータ
   に従って内蔵スイッチング素子を開閉して、上記受電商
   用交流電力を制御して出力し、その出力した電力をサイ
   ン灯の点滅・調光に用いるサイン灯用点滅・調光装置に
   おいて、 パターンデータを保持するデータ保持手段と、上記 データ保持手段中のパターンデータを読み出し、読
   み出したデータに従って上記受電商用交流電力を制御さ
   せる手段と、上記商用交流電力を受電して整流・平滑して得られた直
   流電圧が所定のレベルに達してタイムカウンタが起動し
   た後、整流して得られた脈流電力の最初の０交差点を基
   準として上記タイムカウンタのクロックを作成する手段
   と 、 を具備することを特徴とするサイン灯用点滅・調光装
   置。