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【DIY】安定器が壊れたHIVケーブル仕様の蛍光灯をLED化する

安定器が壊れた蛍光灯のHIVケーブルの活用によるDIYのLED化 電気工事

安定器が故障し4本中1本が点灯しなくなった直管蛍光灯に対し、故障した1本を含む内側2本をLED蛍光灯に交換し、残りの2本をグロースターター式のままとするという、変則的な電気工事をDIYしました。また、照明器具内には芯線径Φ1.0mmのHIVケーブルという特殊なケーブルが使用されていますが、工事にてそのHIVケーブルが足りなくなった時の対処方法(の一例)なども紹介しています。下記リンクにて動画も公開していますので、皆さんのDIYのご参考になれば嬉しいです。

1.4本中1本が点灯しなくなった直管蛍光灯

我が家のリビング横にある和室では4本使いの直管蛍光灯を使用していますが、4本中1本が点灯しなくなりました。また、現時点で点灯している3本も蛍光灯の両端が黒ずんでいるように見えます。

いい機会ですので、今回は4本すべてを新しい蛍光灯に交換していくことにしました。

安定器が故障して4本中1本の蛍光灯が点灯しなくなった照明器具

早速、近くのディスカウントストアで、適合する20型蛍光灯を4本購入して付け替えたのですが…新しい蛍光灯に付け替えても、1本が点灯しません。(写真のとおり、蛍光灯の両端には電圧がかかってほんのり光ってはいますが、点灯には至らず苦しそうにしています。)

であれば、グローが故障しているのかと、グローも新しいものに交換しますが点灯しません。点灯する蛍光灯とグローを入れ替えてもダメです。

そうなると、可能性の高い故障モードは、蛍光灯に供給する電圧をコントロールしている「安定器」の故障ですね。「安定器」が壊れた蛍光灯を点灯させるためには、相応の修理が必要です。

2.安定器が故障した蛍光灯の仕様確認

安定器が壊れて1本が点灯しなくなった蛍光灯の配線状態を確認する

それでは、点灯しなくなった蛍光灯の修理方法を検討していきますが、修理の方向性を考えていく前に、照明器具を天井から取り外して、器具内の配線やその回路、そして安定器の仕様などを確認していきます。(写真が天井から取り外して蛍光灯がない状態の照明器具です)

まずは、現状の器具の構成部品とそのケーブル配線をチェックして、器具の全体的な設計を確認します。

確認した結果を簡易的な回路図にすると下図の通りになります。

安定器が壊れて1本が点灯しなくなった蛍光灯の簡易的な配線図

対象のの照明器具は4本の蛍光灯が装着できる構造になっていて、プルスイッチを1回引くと4本(蛍光灯A・B・C・D)が点灯し、更にもう1回引くと中心側の2本(蛍光灯B・C)のみが点灯する仕様になっています。

構造的にはプルスイッチを1回引くと、図中中央部のスイッチ「1」と「2」の両方が”on”になって4本全てに電源が供給され、もう一度引くと「2」のみが”on”になって、内側の2本に電源が供給される構成ですね。

各蛍光灯の仕様は「グロースターター形」で、スイッチから供給された電源は、それぞれの安定器を経由して、グロー付きの蛍光灯に供給されて点灯します。(グローの担う役割の詳細は割愛しますが、簡単に言うと、グローをトリガーにして蛍光灯内の放電(発光)が始まる感じです。)

そして、各蛍光灯で消費された電気は(⊖側のケーブルを通って)4本分が「0」部でまとめられて、電源に帰ります。

今回の故障の状態としては、蛍光灯Bを点灯させるための安定器Bが故障したことで、蛍光灯Bのみが点灯しなくなったということのようです。

回路的に気になるのは「安定器B・Cへのケーブル配線が、なぜかスイッチ「2」の同じ端子から出ている」(スイッチ「2」に接続されていない端子がある)ことと「蛍光灯Dのグローの取り付け位置が他の3本とは逆になっている」(図の左側にある)ことですが、何か理由があるのでしょうか??w

照明器具の蛍光灯が点灯しない原因となった壊れた安定器

使用されている安定器は写真のとおりで、銘版から読み取れる部品の仕様は下記です。

  • 対応電圧:100V
  • 対応周波数:50Hz(東日本仕様)
  • 定格電流:0.36A
  • 定格電力:24W

安定器は対応する電源の周波数が限定される仕様になっているようなので、東日本で使用する照明器具であれば、50Hz仕様のものを準備する必要があります。(っていうか、今更ですが日本の電気の周波数を、そろそろどちらかに統一できませんか?w)

3.修理方法1:安定器を交換する

照明器具の仕様が確認できたら、その修理方法を考えていきます。まずは、器具の仕様をほぼそのままで修理する方法は「安定器の交換」ですね。

安定器の仕様は2項で調べたの通りなので、それに合致する仕様のものが入手できるか?をオークションの中古品も含めて調査してみます。

結果としては、グロー式で20型用の安定器となると、市場には対象となる商品があまりないようです。やっと見つけられたものも、1個の価格が¥1,500以上もするものだったり、銘板に解読できない中国語が書かれた部品(下記参照)だったりで、今更入手するにはちょっと微妙な気がします。。。

また、オークションに出品されている中古の「安定器」は、接続されていたケーブルが切断されて、カットされた短いケーブルが付いた状態で売られています。ひょっとして、「安定器」はケーブルを再接続することができない仕様??

安定器の接続ケーブルは一度取り付けたら取り外すことが出来ない

我が家の故障した安定器を器具から外して、ケーブル接続部を確認してみますが、やはり、何をやってもケーブルが抜けません。

最終的にはケーブル接続部を破壊して、その内部を確認してみましたが、構造的にはやはり嵌め殺しの(ケーブルを外すことができない)構造になっているようでした。(写真が安定器のケーブル接続部です)

以上のような状況から、次世代の点灯方式であるLED照明が普及しつつある今、わざわざ流通性の良くない安定器交換をするのはちょっとナンセンスな気がしてきました。

よって、結論として、この修理方法は却下です

4.修理方法2:蛍光灯をLED蛍光灯に交換する

続いて考えられる修理方法は、次世代の点灯方式であるLED蛍光灯に交換する方法です。

現状の照明器具を使用して、通常の蛍光灯をLED蛍光灯に交換するためには、いくつかの方法があります。更に元々の蛍光灯の仕様によっても交換方法が異なりますので、まずは、市場に流通している蛍光灯の仕様にはどのようなものがあるか?を整理してみましょう。

現状で蛍光灯には、大きく分けて3つの種類があります。

グロースターター式蛍光灯に使用されるグロー

1つ目は、我が家の照明器具が該当する「グロースターター形」です。昔から存在している最も普及している点灯方式で、「グロー」と呼ばれる部品(写真)が使用されています。照明器具としては安価ですが、点灯までに少し時間がかかる点灯方式になります。

2つ目は「ラピットスタート形」です。グローを使用しなくても、専用の安定器が蛍光灯にすばやく必要な電圧をかけることができることで、「グロースターター形」と比較すると、より早く蛍光灯を点灯させることが出来ます。(名前の通りですね。)

3つ目は「インバーター形」です。構成回路にインバーター回路が組み込まれており、より早く効率的に蛍光灯を点灯させることが出来ます。比較したことはないですが、光のちらつきがほとんどない点灯方式になるらしいです。調光器にも対応しているので、非常に賢い点灯方式ですが、照明器具としてはやや高価になります。

なお、それぞれの方式での蛍光灯の型番は下記のとおりです。器具の種類がわからない場合は、装着されている蛍光灯の型番を確認すれば器具の種類が判別できます。

 照明器具直管蛍光灯 丸型蛍光灯 
グロースターター形  FL~ FCL~
ラピットスタート形 FLR~ FHC~
インバーター形 FHF~ FHD~

以上、蛍光灯には3つの種類が存在することを踏まえて、現状の照明器具を使用した”通常の蛍光灯をLED蛍光灯へ交換する方法”を整理していきます。

4.1 照明器具の仕様はそのままでLED蛍光灯に交換する

まずは、電気工事を伴わずにで蛍光灯部分(のみ)をLED蛍光灯に交換するだけの方法です。

グロースターター式蛍光灯器具にそのまま使用可能な直管LEDランプ

販売されているLED蛍光灯には、適合する照明器具の方式が、写真のような感じでパッケージに明記されていますので、LED化する照明器具の方式(前述した蛍光灯の型番)をよく確認して適合するものを準備して交換します。

電気工事士の資格も不要な方法になりますので、簡単にLED蛍光灯の導入が出来る方法ですね。(もちろん、電気工事を行った上でこちらを使用することも可能ですが、その方法は後述します)

具体的な交換方法は照明器具や準備するLED蛍光灯によって異なりますが、「グロースターター形」については”グローを外して使用する”ものと”グローを専用の部品に交換する”ものがあります。その辺は各LED蛍光灯にしっかり記載されていると思うので、その記載をよく読んで対応します。

概ね、グローを外すものはLED蛍光灯の両側から給電する仕様(片側が⊕でもう片側が⊖)になっています。そして、グローを専用部品に交換するものは、LED蛍光灯が片側から給電する仕様でグロー代用品がヒューズ(代用品を取り付けないと点かない)になっています。(同等の回路図を後述します)

ただし、導入が簡単な工事不要のLED蛍光灯にはデメリットもあります。

この方法の場合、蛍光灯への給電は、既存の安定器を通して行われることになります。よって、今回の場合は、故障した安定器の交換が必須となります。(それでは、安定器交換の代案にはならないですね。。。)

また、蛍光灯をLED化するメリットの一つは省電力化ですが、安定器を通す場合は、省電力化の効果が最大限には発揮できません。

そして、LED蛍光灯は長寿命が売りになりますが、安定器の方が先に故障してしまった場合は、その長寿命を全く活かせない可能性があります。

4.2 照明器具に電気工事を施工してLED蛍光灯に交換する

続いては、既存の照明器具に電気工事を施工してLED蛍光灯対応仕様に改造する方法です。

電気工事の具体的な内容は、安定器を介して蛍光灯に給電する配線仕様から、安定器を介さずにLED蛍光灯にダイレクトに給電する配線仕様への改造です。

結果として、安定器を介さずに使用出来るようになりますので、LED蛍光灯の省電力効果を最大限発揮させることが出来、安定器の故障(寿命)を気にする必要がなくなります。(安定器は不要です。)

グロースターター式蛍光灯器具にそのまま使用可能な直管LEDランプをグロースターター式以外に使用する際の配線図

LED蛍光灯側には、写真のような感じで、使用する照明器具による配線方法などが明記されていますので、改造した照明器具に合う仕様のものを準備します。(もしくは、準備したLED蛍光灯に合わせて照明器具を改造します)

本方法のデメリットとしては、まず、電気工事(改造)するための手間がかかることですね。

また、器具内が交流100Vの回路になってしまう都合上、第2種電気工事士の資格が必要な可能性があります。家庭用コンセントや引掛けシーリングから取り出した電源を使用する器具内であれば、資格がなくても工事できると言われる方や、自宅の工事(ビジネスでない)なら資格がなくても工事可能と言われる方もいらっしゃいますが、基本的には資格を持った(知識のある)方が施工した方が安全です。

4.3 照明器具をLED蛍光灯対応品に交換する

続いては、照明器具自体を、LED蛍光灯対応器具に替えてしまう方法です。費用が最も掛かる方法になりますが、こちらも何にも考えなくていいので楽ちんですね。(お金で解決ってやつですw)

こちらの方法であれば、もちろんLEDの省電力化のメリットも最大限享受できまし、安全性も最大限確保できます。

ただし、既存の照明器具が電源ケーブル直結で配線されているか?引掛けシーリング(下記写真は丸型)にて接続されているか?によって対応が少し変わるので注意が必要です。

部屋の天井などに照明器具接続用に取り付けられている引掛けシーリング

既に天井に引掛けシーリングが設置されていて、照明器具がそれに接続されているだけであれば、器具の交換に資格は不要です。どなたでも簡単に器具を交換することが出来ます。(引っかけシーリングの溝に端子を入れて時計回りに回転させて固定するだけです。)

しかしながら、既存の照明器具を外した状態で、天井から電源ケーブルが伸びているだけの場合(引掛けシーリングが存在しない場合)は、有資格者に電源ケーブルを接続し直してもらう、もしくは電源ケーブルに引掛けシーリングなどを取り付けてもらう必要があります。

最近のお家であれば、大抵は引掛けシーリングに照明器具が取り付けられているはずですが、築年数が古いお家の場合は注意が必要ですね。

5.蛍光灯をLED化する方法を決定する

さて、修理方法のバリエーションが整理出来たところで、今回の修理方法を決めていきましょう。

まず、今回、我が家で実施するのは、安定器が壊れた照明器具のLED化です。今更、流通性の悪い安定器を準備して交換するのはナンセンスなので、安定器を交換修理する方法(3項)は却下です。

また、照明器具自体をLED蛍光灯対応品に交換する方法(4.3項)でも対応出来ますが、DIYを志す者としてそれではつまらないですし、グローを付けたままでLED化する方法(4.1項)も微妙な感じです。

よって、今回は既存の照明器具から壊れた安定器を外して、電源をLED蛍光灯に直結する改造を行ってLED化していきます。(4.2項の方法です)

安定器が壊れて点灯しなくなった照明器具の壊れた安定器を取り外した後の配線図

改造の方針が決まったら、使用するLED蛍光灯を決めて、それに適合する器具内の配線図を作成していきますが…その前に、現状の照明器具の壊れた蛍光灯(安定器)には通電しなくなるような暫定工事を行っておきましょう。(配線図の通りの暫定工事を施工し、取り急ぎ3本の蛍光灯のみが点灯する仕様にしておきます)

暫定工事の内容は、故障した安定器Bへの電源供給を完全にストップし、蛍光灯Bには電気が流れないようにするものです。これで、取り急ぎは電気が無駄に流れようとする状態は解消できます。

暫定工事が完了したら、改めてLED化に向けての電気工事内容を検討していきます。

まず、我が家の照明器具は「グロースターター形」です。「グロースターター形」であれば、照明を改造しなくても取り付けることが出来るLED照明がたくさん販売されています。

値段や信頼性なども含めて検討した結果、今回は安定器経由でも使用でき、かつAC100V直結でも使用できる下記のLED蛍光灯を採用することにしました。(最近、よく聞くOHM社製です)

なお、上記LED蛍光灯の給電方式は片側給電になります。(グローをヒューズに交換して使用します)

上記のLED蛍光灯をAC100V直結で取り付けることを前提に作成した、照明器具のLED化配線図は下図のとおりです。

安定器が壊れて点灯しなくなった照明器具の内側2本をLEDランプに変更する際の配線図

まず、今回破損した安定器は4個中の1個なので、LED蛍光灯への交換が必要な蛍光灯は4個中1個です。しかしながら、安定器が壊れているとはわからずに、新しい蛍光灯(通常品)を4本購入してしまったので、4本すべてをLED蛍光灯に交換してしまうのは少々勿体ない。。。

そこで、今回LED蛍光灯に交換するのは、4本中の内側の2本としました。(結果、使わなくなった2本の新品蛍光灯は他の場所での転用を考えます。)

プルスイッチを引いた時の点灯状態としては、1回引いたときにはスイッチの「1」と「2」両方から電源が供給され、4本が点灯するようになり、もう1回引いたときには「2」からのみ内側の2本に電源が供給されるようになりますが、今回はスイッチ「2」から給電される内側の2本をLED蛍光灯に変更していきます。(かなり変則的な工事内容になりますが、それもまたDIYの醍醐味ですw)

上記配線図の具体的な工事内容を箇条書きにしてみると、事前の回路確認で気になっていた部分の”修正”(是正)も含めて下記となります。

  1. スイッチ「2」から出力される⊕側の電源端子をしっかり2つに分ける(修正)
  2. 安定器Bと安定器Cを取り除いて、電源をLED蛍光灯の各ソケットに直結する(LED化)
  3. LED蛍光灯のグローをダミースターター(ヒューズ)に交換する(LED化)
  4. 「0」部に戻って来る⊖側のケーブルを、蛍光灯とLED蛍光灯で明確に分ける(修正)

なお、後述しますが、今回の施工でグローの代わりに配置するダミースターターは過電流を防止するヒューズになっているようなので、LED蛍光灯が故障して過電流が流れると切れてくれます。そういう安全に対する配慮はとてもよろしいですね。

6.照明器具をLED蛍光灯仕様に改造する

配線図が決まったら、その仕様になるよう照明器具を改造していきます。

6.1 安定器を取り外す

まずは、安定器を照明器具から取り除いていきます。

安定器の接続ケーブルは抜くことが出来ないため、安定器を取り外すためにはケーブルの切断が必要

前述のとおり、安定器に接続しているケーブルを抜くことはできませんので、接続しているケーブルをカットして取り外していきます。

なお、カットした安定器は、いざという時に再利用できるよう、ある程度の長さのケーブルが安定器側に残るようカットしました。(まあ、再利用する機会はないと思いますけどw)

また、安定器は照明器具裏面からネジ固定されているだけなので、照明器具の裏側からネジを外して取り外しておきます。(我が家では私以外に配線をいじる人はいませんが、LED化する場合は、改造したことがわかるよう、安定器はしっかり取り外しておいた方が良いです。)

6.2 ⊝側のケーブルを蛍光灯回路とLED蛍光灯回路で分ける

蛍光灯のまま使用する部分とLED化する部分でマイナス側のケーブルを分割する電気工事

次に、⊝側のケーブルを、蛍光灯×2(外側2個)とLED蛍光灯×2(内側2個)とで明確に分離されるようケーブルを接続し直していきます。

具体的には図の赤太線のケーブルを接続していきますが、そのためには青矢印部で3本のケーブルを接続してあげる必要があります。

しかしながら、器具内で使用されているケーブルはちょっと特殊なHIVケーブルの芯線径Φ1.0mmです。

私が普段の電気工事のケーブル接続に使用している「差し込み型コネクタ」などの部品は、基本的に芯線径1.6~2.0mmのVVFケーブルに適合しており、芯線径Φ1.0mmのHIVケーブルに使用することができません。

そこで今回は、電気工事士の技能試験を受験して以来、一切使用することがなかったリングスリーブを使用して、ちょっとした工夫を加えてケーブルを接続していくことにしました。

芯線径Φ1.0mmのHIVケーブルをカットしたΦ1.6mmのIVケーブルの芯線を使用してリングスリーブで接続する

今回は芯線径Φ1.0mmのケーブルを3本接続したいのですが、極小のリングスリーブもΦ1.6mmを2本接続する時に使用するものなので、そのままではスリーブの中がスカスカです。(スリーブ内の芯線の総断面積(合計)は、Φ1.0×3=2.355㎣ < Φ1.6×2=4.0192㎣ となります:図参照)

そこで今回は、接続するΦ1.0mmの芯線3本に加えて、カットしたΦ1.6mmの芯線をスリーブ内に通して一緒に接続することにしました。

そうすると、芯線の総断面積(合計)は「4.3646㎣」(図参照)になりますので、電気的には問題なく接続してくれるようになるはずです。(電気工事士の技能試験では重欠点で不合格となる使用方法ですが、実使用上の問題はないはずw)

加えて、接続したケーブルが抜けることのないよう、リングスリーブの根元で3本のケーブルを結束バンドで固定しておきました。(流石に3本揃って抜けることはないだろうという発想です)

6.3 電源ケーブルをスイッチから蛍光灯のソケットに直結する

LED化する直管型蛍光灯に100V電源を直結するケーブル接続

続いて、スイッチ「2」からの電源ケーブルをそれぞれのLED蛍光灯のソケットに直接接続していきます。(具体的には、図の赤太線部のケーブルを接続して、電源を直結する配線工事です。)

器具内で使用されている電源ケーブルは前述のとおり、ちょっと特殊なHIVケーブル(芯線径Φ1.0mm)ですが、現状のHIVケーブルをLED蛍光灯に直結させようとすると、安定器を除去した分だけケーブルの長さが足りません。

そこで、インターネットで購入できそうなHIVケーブル(芯線径Φ1.0mm)を探してみますが…購入できそうなケーブルは「より線」仕様のケーブルや、60V以下で使用するTIVケーブル(通称:ベル線)などです。

許容電流などの合致する「より線」仕様のケーブルをHIVケーブルに継ぎ足して使用することも出来そうですが、ちょっと微妙な組み合わせになりますよね。。。

また、100Vで使用するLED蛍光灯内に60V以下で使用する芯線Φ0.8mmのTIVケーブルは使用できません。

であれば、その部分の配線ケーブルを全てIVケーブル(VVFケーブルの中のケーブル)に置き換えてしまうことも考えましたが、蛍光灯のソケットやスイッチ部に接続できるケーブル芯線径は Φ0.8~1.0mm(単線)なので、少なくとも各器具と接続する箇所にはHIVケーブルを使用することが必須になります。

入手が難しいHIVケーブルの長さが足りなくなった部分はIVケーブルをつないで延長する

そこで今回は、各器具と接続する部分(ケーブルの両端)にはHIVケーブルを使用し、その他の部分(中間部)にはIVケーブルを使用して、HIVケーブルとIVケーブルを継ぎ足して使用することにしました。(写真のような不格好なケーブルを作成しました。構成は「HIV-IV-HIV」です。)

使い方としてはかなりイレギュラーになりますが…まあ、自分の家の蛍光灯なのでw

芯線径Φ1.0mmのHIVケーブルとΦ1.6mmのIVケーブルをカットしたΦ1.6mmのIVケーブルの芯線を使用してリングスリーブで接続する

なお、HIVケーブルとIVケーブルの接続には、先ほどと同様にリングスリーブを使用しました。HIVケーブル(Φ1.0)1本とIVケーブル(Φ1.6)1本の組み合わせでは断面積が足りないので、こちらもイレギュラーな対応として、カットしたΦ1.6の芯線を挿しこんで接続しました。(断面積などは図を参照してください。)

接続するケーブルが作成できたら、スイッチとソケットを接続していきます。

スイッチやソケットへのケーブル接続はHIVケーブルの芯線被覆を剥いて差し込むだけです。安定器とは異なり、再接続も可能な仕様となっていますので、万が一誤接続した場合でも安心ですね。

6.4 グローをダミースターターに交換する

すべてのケーブル配線が完了したら、蛍光灯のグローをLED蛍光灯付属の「ダミースターター」(下写真矢印部)に交換していきます。

グロースターター式蛍光灯にそのまま使用できるLEDランプでは、グローをヒューズになっているダミースターターに交換する必要がある

この「ダミースターター」と呼ばれる部品ですが、前述のとおり中身はヒューズになっているようです。

安全面では、過電流を防止してくれるヒューズが使用できるのは非常にありがたいので、パッケージの配線図にもその旨を記載た方が商品のアピールになると思うのですが、記載しないのはどうしてなんでしょうね?(一般ユーザーを混乱させてしまうから?それとも、実際にはヒューズではない?)

グローの交換が完了したら、LED蛍光灯に付属されていた「LED化工事済」シールを貼って工事は完了です。

7.LED蛍光灯に交換した照明器具の動作確認

LED化の改造が完了したら、照明器具を天井に取り付け、蛍光灯をセットして動作を確認します。

4本中内側2本のみをLED化した蛍光灯では、スイッチを入れた時の点灯スピードに差がでる

結果としては、4本ともしっかり点灯してくれました。(写真のとおりです。)プルスイッチでの「4本点灯」⇒「 内側2本点灯」への切り替えもバッチリでした!

ただ、LED蛍光灯に替えた内側の2本は、スイッチを入れると瞬時に点灯しますが、外側の2本は蛍光灯のままなので遅れて点灯するという不思議な照明器具になってしまいましたw

業者さんに施工を依頼してその仕上がりだったら少々憤りますが、自分で作り上げたものだと笑けてきますねww

動作が確認出来たら、照明器具にカバーを取り付けて今回の施工はすべて完了です。

・LED蛍光灯への交換工事を終えて

今回は4本中1本が点灯しなくなったことを契機に、4本の新しい蛍光灯を購入したのですが、実は安定器(1個)が壊れていたということがわかり、急遽内側2本のみをLED蛍光灯化するという電気工事を行いました。

工事自体は非常に簡単なものでしたが、困ったのは照明器具内には少々特殊なHIVケーブルが使用されているという点ですね。すべてをIVケーブルで代用できればケーブルの準備には困らないのですが、構成する各器具の接続端子が芯線径Φ0.8~1.0までしか対応していないので、少々もどかしい工事になりました。

基本的にはメンテナンス性を最大限考慮して、ホームセンターで入手可能なもので修理できる仕様にしておいて貰えるとありがたいですねー。

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