【DIY】安定器が壊れた蛍光灯のLED化-HIVケーブル活用方法

安定器が壊れた照明器具のHIVケーブルを活用してDIYでLED化

照明器具の安定器が故障し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、残りの外側2本をグロースターター式のままとする電気工事をDIYしました。また、照明器具内で使用されている芯線径Φ1.0mmのHIVケーブルの右近次的活用方法も紹介しています。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

我が家の和室には4本使いの直管蛍光灯を設置していますが、4本中1本が点灯しなくなりました。点灯する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、4本すべてを新しいもの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、同じサイズの20型蛍光灯を4本購入して付け替えましたが…新しい蛍光灯に付け替えても、1本が点灯しません。(両端に電圧がかかってほんのり光ってはいるが、点灯には至らず苦しそうです。)

であれば、グローの故障を疑い、グローを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入れ替えてもダメです。

そうなると、考えられる故障モードは、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。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を確認する

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

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、照明器具内の配線やその回路、そして安定器の仕様がどうなっているか?を確認していきます。

まずは、現状の器具とそのケーブル配線をチェックして、各器具どうしの接続状態を確認します。確認した結果を簡易的な回路図にすると下記の通りになります。

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

今回の照明器具は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)が点灯する仕様です。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」両方から電源が供給され、もう一度引くと「2」のみに電源が供給される構成になっています。

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、グローをトリガーにして蛍光灯内の放電が始まる感じです。)

蛍光灯で消費された電気(⊖側のケーブル)は、上2本(蛍光灯AとB)、下2本(蛍光灯CとD)で一旦まとめられて、スイッチ「0」部 ⇒ 電源につながっています。

今回は、上記回路図でいう安定器Bが故障したことで、蛍光灯Bに放電(発光)するのに十分な電圧がかからなくなったようです。

回路的に気になるのは「安定器Cへのケーブル配線が、安定器B経由になっている」ことと「蛍光灯Dだけグローの取り付け位置が逆になっている」ことですが、使用するケーブルの効率を考えた?とか、何か理由があるのでしょう。

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のとおりです。

  • 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

記載されている内容から判断すると、対応する電源の周波数が限定される仕様のようです。(っていうか、日本の電気の周波数をそろそろどちらかに統一しませんか?)

3.故障した蛍光灯の安定器を交換する

照明器具の仕様が確認できたので、その修理方法を考えていきます。まずは、一番簡単?な(いろいろと考える必要のない)方法である、「安定器交換」について確認していきます。

安定器の仕様は2項の通りなので、それに近しい仕様のものをオークションの中古品含めて確認してみますが、グロー式で20型用の安定器となるとあまり商品がありません。見つけられたものは、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…な気がします。。。

また、オークションに出品されている中古「安定器」の写真を見ると、接続されたケーブルが切断されて、短いケーブルが付いたままの状態で売られています。ひょっとして、接続したケーブルは抜くことができない仕様なのでしょうか?

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外してケーブル接続部を確認してみると、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、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構造になっているようです。(再度、抜き差しが出来る仕様にはなっていませんでした。)

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、わざわざ安定器の交換をするのはちょっとナンセンスな気がしますね。

4.故障した蛍光灯をLED蛍光灯に交換する

安定器交換以外の修理方法は、次世代の点灯方式であるLED蛍光灯に交換する方法になりますが、LED蛍光灯への交換方法は現状の照明器具の種類によっていくつか選択肢があります。まずは、それぞれの交換方法を整理していきます。

蛍光灯の照明器具には、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。昔からあって一番普及している点灯方式で、「グロー」と呼ばれる部品(写真)が必ず使用されています。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です。

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ので、「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、光のちらつきはほとんどないらしいです。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、照明器具としては高価です。

なお、それぞれの照明器具に取り付けられている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3つの照明器具の種類を踏まえて、LED蛍光灯への交換方法を整理していきます。

4.1 照明器具はそのままでLED蛍光灯に交換する

まずは、工事不要で蛍光灯部分をLED蛍光灯に交換するだけの方法です。対応する照明器具の方式が、下写真のようにパッケージに明記されていると思いますので、交換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ます。電気工事士の資格も不要ですので、簡単にLED蛍光灯の導入が出来ますね。(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。)

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

具体的な交換方法は製品によって異なると思いますが、「グロースターター形」については、グローを外すものと、グローを専用の部品に交換するものがあります。その辺も各製品に記載されていると思うので、その指示に従ってください。

概ね、グローを外すものはLED蛍光灯の両側から給電する(片側が⊕でもう片側が⊖)仕様になっています。

グローを専用部品に交換するものは、LED蛍光灯が両側給電でグロー代用品は絶縁(代用品を取り付けなくても点く)、もしくは、LED蛍光灯が実質的には片側給電でグロー代用品はヒューズ(代用品を取り付けないと点かない)になっています。

ただし、工事不要のLED蛍光灯にはデメリットもあります。工事を行わない場合は、蛍光灯への給電を引き続き安定器を通して行うことになるため、LED化による省電力効果が最大限には発揮できなくなります。また、安定器が故障したら点灯しなくなる仕様ため、長寿命が売りのLEDよりも安定器の方が先に故障してしまうなどの事象が発生するので注意が必要です。

4.2 照明器具に電気工事を行ってLED蛍光灯に交換する

こちら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。対応する照明器具と工事(配線)方法が、下記写真のように製品パッケージに明記されているので、内容を事前に確認した上で必要なものを準備します。

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

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。安定器を介さずに使用出来るようになるので、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。(安定器は取り外します。)

デメリットは、工事するためには第2種電気工事士の資格が必要なことですね。自宅の工事(ビジネスでない)なら資格がなくても施工できると言われる方もいらっしゃいますが、基本的には資格を有している方に工事を依頼する必要があります。

4.3 照明器具をLED蛍光灯対応品に交換する

こちらは照明器具自体を、LED蛍光灯対応器具に替えてしまう方法です。費用は最も掛かる方法になりますが、何にも考えなくていいので楽ちんですね。

ただし、既存の照明器具に電源ケーブルが直接接続されているか?設置済みの引掛けシーリング(下記写真は丸型)に接続されているか?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

既に天井などに引掛けシーリングが接続されていて、照明器具がそれに取り付けら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方向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は、有資格者に電源ケーブルを新しい照明器具に接続してもらう、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が取り付けられていると思います。)

5.照明器具をLED蛍光灯用に最適化検討

さて、今回、我が家の照明に行おうとしているのは、安定器が壊れたことによるLED化です。安定器を回路から外してLED蛍光灯に最適な仕様に改造する必要があります。(工事不要では対応できません)

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

早速、交換するLED蛍光灯を準備し、改造する配線図を描いていきたいと思いますが、その前に、現状の「壊れた蛍光灯に通電していて蛍光灯の端がボウっと光っている状態」はちょっと気持ちが悪いです。そこで、取り急ぎは図のように壊れた安定器を外して、点灯しない蛍光灯Bには通電しない状態への暫定工事を行いました。

暫定工事が完了したら、改めて我が家に最適なLED蛍光灯を検討していきます。

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照明がたくさんあります。

値段や信頼性を含めて検討した結果、今回は下記のLED照明を購入することにしました。(最近、よく聞くOHM社製です)

上記のLED蛍光灯を取り付けることを前提に作成した配線図は下記のとおりです。

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

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。そして、安定器が壊れているとは知らずに、新しい蛍光灯を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勿体ない。。。

そこで、今回LED蛍光灯に交換するのは、4個中2個としました。(使わない2個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るので、外側の蛍光灯AとD、内側のLED蛍光灯×2が点灯するようにし、もう1回引いたときには「2」からのみ電源が供給されるので、内側のLED蛍光灯×2だけが点灯する仕様にしていきます。

工事する内容としては、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. 一緒になっていたスイッチ「2」からの電源を2つに分ける
  2. 安定器Bと安定器Cを取り除いて、電源ケーブルをLED蛍光灯のソケットに直結する
  3. LED蛍光灯に交換する箇所のグローをダミースターターに交換する
  4. 蛍光灯を経由して戻って来る⊖側のケーブルを、蛍光灯とLED蛍光灯で分ける

なお、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です。そういう配慮はとてもよろしいですね。

6.照明器具をLED蛍光灯用に改造する

配線図が決まったら、それに準じて照明器具を改造していきます。

6.1 安定器を取り外す

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

まずは安定器を回路上から取り除いていきますが、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。念のため、安定器が再利用できるよう、安定器からある程度の長さを残してケーブルをカットしていきます。

また、安定器は照明器具裏面からネジ固定されているので、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、改造したことがわかるよう、安定器は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

次に、⊝側のケーブルを、蛍光灯とLED蛍光灯とで分けて(束ねて)接続していきますが、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。私がいつもケーブル接続で使用している「差し込み型コネクタ」は芯線径1.6~2.0mm対応なので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ケーブルを接続していきます。

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

ただ、今回はΦ1.0mm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、そのままでは中がスカスカです。(断面積は、Φ1.0×3:2.355㎣/Φ1.6×2:4.0192㎣)

そこで、Φ1.0mmの芯線3本に加えて、カットしたΦ1.6mmの芯線(のみ)をスリーブ内に通して一緒に接続していきます。芯線の総断面積は「4.3646㎣」になるので、電気的には何とか接続してくれるはずです。(電気工事士の技能試験では重欠点ですが実使用上は問題ないでしょう。)

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は結束バンドで固定しておきました。

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

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が、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)が使用されています。安定器に接続されているケーブルを切断していることもあり、使用するケーブルの量が足りなくなってしまいました。

インターネットで同じようなHIVケーブルが購入できないか?確認しますが、見つかったのは「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。蛍光灯を固定するソケットやスイッチ部の適合ケーブル芯線径は Φ0.8~1.0mm(単線)指定となっていて、器具内では100Vの電圧がかかりますので、単線の芯線径Φ0.8~1.0mmのHIVケーブルが必須となる状況です。

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、VVFケーブルの中に入っているIVケーブルを、既存のHIVケーブルにつないで使用することにしました。VVFケーブルの外装被覆を剥いて使用することになるので、使い方としては少しイレギュラーですが、HIVケーブルと比較すると芯線径がΦ1.0⇒Φ1.6と大きくなります。導通抵抗はかなり下がりますので、実使用上は問題ないと判断しました。(まあ、我が家なので。笑)

ソケットやスイッチとの接続には、芯線径Φ1.0のHIVケーブルを使用する必要がありますので、配線としては「スイッチ ⇒ HIVケーブル ⇒ IVケーブル ⇒ HIVケーブル ⇒ ソケット」という構成になります。HIVケーブルをIVケーブルでつないで延長するイメージですね。

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

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す。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対応として、カットしたΦ1.6の芯線を挿しこんで接続していきます。(断面積などは図を参照してください。)

延長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は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、万が一ご接続した場合でも安心です。

6.4 グローをダミースターターに交換する

すべての配線が完了したら、LED蛍光灯に替えた箇所のグローをLED蛍光灯に付属していた「ダミースターター」(下写真矢印部)に交換します。

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、中身はどうやらヒューズになっているようです。過電流を防止してくれるヒューズが付属されてい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してくれるとよいと思うのですが、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、実はただの導体だったりする?)

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完了です。

7.LED蛍光灯に交換した照明器具の動作確認

LED蛍光灯に対応する改造が完了したら、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。「4本点灯」⇒「 内側2本点灯」への切り替えもバッチリです!

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本は遅れて点灯するという不思議な照明器具になりました。業者さんに依頼してこの仕上がりだったら憤りますが、自分で作り上げたものだと笑えますね。(笑)

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本が点灯しなくなり、いい機会だと思って4本すべての蛍光灯を購入してしまいましたが、安定器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蛍光灯仕様に改造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ではHIVケーブルが使用されているという点ですね。IVケーブルで代用できればよかったのですが、接続器具が芯線径Φ0.8~1.0までしか対応していないというのはもどかしいです。照明器具を作るメーカーさんはHIVケーブルをお安く大量に準備できるのでしょうが、我々DIY師にとっては入手が難しい仕様になっているのはとても厄介です。芯線径Φ1.6まで対応できる接続器具にするとか、より線でも接続できる器具を使用するとか、業界内で何らかの「互換性」を検討していただきたいです。

最近はブログの締めで「互換性」のことをよくボヤいているような気がします。業界のプロの方にとっては、当たり前で仕方のないことと諦めていることなのかもしれませんが、そろそろ次世代への効率化に向けて、真剣に対処していく時期に来ているのではないかと思う今日この頃です。

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