(57)【要約】【課題】発光素子を備えた光源部の温度を低下させるように機能する冷却手段を設けることにより、非常時に適正な照度を確保することができ、信頼性及び安全性の高い非常用照明装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、バッテリ３１と、発光素子５１を備え、非常時にバッテリ３１の給電により点灯する光源部５と、非常時のバッテリ３１からの給電時のみ動作し、光源部５の温度を低下させるように機能する冷却手段１０とを備える非常用照明装置１である。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリと；
発光素子を備え、非常時にバッテリの給電により点灯する光源部と；
非常時のバッテリからの給電時のみ動作し、光源部の温度を低下させるように機能する冷却手段と；
を具備することを特徴とする非常用照明装置。
【請求項２】
前記冷却手段は、非常時であって、周囲温度が所定温度に達した場合にバッテリから給電されることを特徴とする請求項１に記載の非常用照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源としてＬＥＤ等の発光素子を用いた非常用照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
非常用照明器具の構造、施設基準等については建築基準法に基づき、社団法人日本照明器具工業会発行の「非常用照明器具技術基準（ＪＩＬ５５０１）」に定められている。この非常用照明器具技術基準には、原則的条件として「非常用照明器具は完全充電した非常灯電池などの予備電源により、非常時に３０分間点灯を継続し、必要箇所に直接照明で継続して床面で１ｌｘ以上の照度（蛍光灯の場合は、常温において２ｌｘ以上）を維持する目的に適したものであること。」、「非常用照明器具は完全充電した非常灯電池などの予備電源により、温度１４０℃の雰囲気中で３０分間点灯を継続できる耐熱性を有するものであること。」と示されている。
【０００３】
そこで、ＬＥＤを光源として用いた非常用照明装置において、周囲温度が１４０℃となっても床面照度を１ｌｘ以上とすることができるようにするため、周囲温度が常温雰囲気中の場合に１．５ｌｘ以上の床面照度を確保するようにしたものが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−１７３０６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＬＥＤ等の発光素子は、個々の光出力にばらつきが生じるとともに、経年使用によって徐々に光出力が低下することもあり、従来技術のように予め余剰の値となるように設定したとしても必ずしも周囲温度が１４０℃となった場合に床面照度を１ｌｘ以上に確保できない虞がある。また、翻って、この種、発光素子特有の問題として、発光素子の使用できる最大温度、すなわち、ジャンクション温度があり、これを超えてしまうと発光素子が破壊され、非常時に照明装置として機能しないという事態を招く虞もある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、発光素子を備えた光源部の温度を低下させるように機能する冷却手段を設けることにより、非常時に適正な照度を確保することができ、信頼性及び安全性の高い非常用照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の非常用照明装置は、バッテリと；発光素子を備え、非常時にバッテリの給電により点灯する光源部と；非常時のバッテリからの給電時のみ動作し、光源部の温度を低下させるように機能する冷却手段と；を具備することを特徴とする。
【０００７】
本発明及び以下の発明において、特に指定しない限り用語の定義及び技術的意味は次による。発光素子とは、ＬＥＤや有機ＥＬ等の固体発光素子である。冷却手段は、ファンが好適だが、ファンに限定されず、例えば、ペルティエ素子等の半導体素子を用いてもよい。非常時とは、停電により商用電源が遮断された場合や火災の発生により非常用照明装置に接続された非常検知手段が動作した場合等をいう。
【０００８】
請求項２に記載の非常用照明装置は、請求項１に記載の非常用照明装置において、前記冷却手段は、非常時であって、周囲温度が所定温度に達した場合にバッテリから給電されることを特徴とする。冷却手段は、バッテリの給電により動作するものであるが、本発明では、冷却手段が所定温度に達した場合に動作するようにしたことにより、非常時のバッテリの電力の消耗を極力抑えることができる。したがって、冷却手段を有していても非常時の光源部の点灯時間を比較的長くすることができ、バッテリの大形化も抑制することができる。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、非常時に適正な照度を確保することができ、信頼性及び安全性の高い非常用照明装置を提供することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、非常時であって、周囲温度が所定温度に達した場合に冷却手段を駆動させるので、非常用照明装置としての信頼性を向上でき、バッテリの大形化を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の第１の実施形態に係る非常用照明装置について図１乃至図１０を参照して説明する。図１は、非常用照明装置を示す斜視図、図２は、同取付状態を示す斜視図、図３は、同正面図、図４は、同上面図、図５は、同底面図、図６は、同側面図、図７は、同断面図、図８は、同分解斜視図、図９は、冷却手段を示す説明図、図１０は、非常用照明装置を示すブロック構成図である。
【００１２】
図１乃至図８に示すように、非常用照明装置１は、天井埋込形であり、熱伝導性の筒状本体２と、この筒状本体２の上部に取付けられ、側方に延出したアーム状の天板部材３とを備えている。筒状本体２には、化粧枠４及び、発光素子としてのＬＥＤ５１が実装された基板５２を備えた光源部５が取付けられており、筒状本体２内には電源ユニット６が収納されている。また、光源部５の表面側には反射体７及び反射体７の前方に配設された透光性カバー８が取付けられている。天板部材３は、下方を開放した枠状をなし、下面側に非常用照明回路を構成するバッテリ３１、回路部品を実装した基板３２や商用電源に接続される端子台３３が取付けられている。さらに、筒状本体２の上部に対向する天板部材３の下面には、詳細を後述する冷却手段としてのケースファン１０が取付けられている。
【００１３】
このような非常用照明装置１は、図２に示すように、天井面Ｃの装置取付孔に挿入され、天井面Ｃの裏側に埋込まれた状態で支持される。なお、天板部材３の後端側には支持脚３４が設けられており、この支持脚３４は天井面Ｃの裏面に当接して天板部材３を支えるようになっている。
【００１４】
筒状本体２は、アルミダイカスト製の熱伝導良好な材料で形成されており、その外面が白色のメラミン樹脂系塗料によって焼付塗装されている。なお、勿論、熱伝導性を担保できれば、他の材料で形成してもよい。図７及び図８に示すように、筒状本体２には、電源ユニット６が収納されており、その電源回路基板６１に制御用ＩＣ、トランス、コンデンサ等の部品６２が実装されている（図８においては部品の図示は省略している）。電源回路基板６１は、ＬＥＤ５１が実装された基板５２に電気的に接続されており、その電源回路によってＬＥＤ５１を点灯制御するものである。なお、電源ユニット６は、端子台３３に接続されている。また、筒状本体２の外面には、縦方向に延びる複数の放熱フィン２１が形成されており、さらに、筒状本体２の底壁には、筒状本体２内と外部に貫通する放熱孔２２が形成されている。この放熱孔２２は、空気の流通を許容して筒状本体２を冷却する機能を有する。加えて、この放熱孔２２は、装置１の取付け状態においては、天井面Ｃ等と正対し、下向きに開口することになるので、塵埃等が筒状本体２内に侵入し難い構成となっている。
【００１５】
化粧枠４は、ＡＢＳ樹脂で略傘状に形成され、末広がり状の開口端部には、環状のフランジ４１が形成されており、他端部側は、筒状本体２に取付けられている。また、化粧枠４の内側からは点検操作のための点検スイッチＳＷが突出して配設されている。
【００１６】
図７に代表して示すように、基板５２の表面側には、光源となるＬＥＤ５１が表面実装方式で複数個、具体的には６個実装されている。基板５２は、絶縁材又は金属の略円形の平板からなり、筒状本体２の底壁に密着するように取付けられている。したがって、筒状本体２と熱的に結合されるようになっている。なお、この筒状本体２の底壁と基板４の裏面側との間に接着材を介在させ結合するようにしてもよい。基板４の材料は、絶縁材とする場合には、放熱特性が比較的良好で、耐久性に優れたセラミック材料又は合成樹脂材料を適用できる。合成樹脂材料を用いる場合には、例えば、ガラスエポキシ樹脂等で形成できる。また、金属製とする場合は、アルミニウム等の熱伝導性が良好で放熱性に優れた材料を適用するのが好ましい。
【００１７】
続いて、基板５２の表面側には、白色のポリカーボネートやＡＳＡ樹脂等によって形成された反射体７が配設されている。反射体７は、ＬＥＤから放射される光を配光制御し、効率的に照射する機能をなしている。反射体７には、複数の略椀状の反射面７１が前記基板５２に実装されたＬＥＤ５１と対向して形成されている。したがって、各ＬＥＤ５１ごとに照射方向に向かって拡開した反射面７１が形成されている。
【００１８】
図７及び図８に示すように、冷却手段としてのケースファン１０は、筒状本体２の上部開口に対向するように天板部材３の下面に取付けられている。このケースファン１０は、図９に示すように、扁平箱状のケース内にモータに連結された回転羽根１１が内蔵されており、ケースの一側面を吸気口１３とし、底面に円形の開口を形成して排気口１４とし、バッテリ３１からの給電により駆動するようになっている。したがって、ファン１０の駆動時には、図７に示すように、吸気口１３から空気を吸込み、排気口１４から排出して筒状本体２内へ強制的に通風し、冷却するようになっている。なお、吸気口１３と排気口１４とを逆にして、つまり、排気口１４を吸気口とし、吸気口１３を排気口として機能するように構成してもよい。この場合は、筒状本体２内の温度上昇した空気を外部に排出して、筒状本体２を冷却することが可能となる。また、ケースファン１０の取付けにあたっては、筒状本体２側に取付けるようにしてもよい。
【００１９】
次に、一般に、非常用照明装置としては、商用電源の停電時等非常時のみにランプを点灯させる専用形と、非常時と常時の両者でランプを点灯する併用形があるが、本実施形態では、常にＬＥＤ５１を点灯させる併用形を選択している。
【００２０】
図１０に示すように非常用照明装置１は、商用電源ＡＣに、電源遮断検出回路３５、充電回路３６及び常用点灯回路３７を接続している。電源遮断検出回路３５は、商用電源ＡＣの電圧が所定時間所定値以下であることを検出したときに、停電が発生したとして電源遮断検出信号を切替回路３８に送信するものである。充電回路３６は、商用電源ＡＣの交流を所定電圧の直流に変換してバッテリ３１に給電し、充電するものである。バッテリ３１には非常用点灯回路３９が接続されている。非常用点灯回路３９は、商用電源ＡＣの停電の非常時に、バッテリ３１を電源として光源部５のＬＥＤ５１を規定照度（１ｌｘ以上）で規定時間（３０分以上）点灯させる回路である。また、非常用点灯回路３９には、冷却手段としてのファン１０が接続されている。この冷却手段１０も非常用点灯回路３９によって、商用電源ＡＣの停電の非常時に、バッテリ３１を電源として駆動されるものである。
【００２１】
常用点灯回路３７は、商用電源ＡＣが正常に給電されている常時に、商用電源ＡＣの交流を所定電圧の直流に変換して非常点灯時よりも低い点灯レベルでＬＥＤ５１を点灯させる回路である。すなわち、常用点灯回路３７は、非常用点灯回路３９によりＬＥＤ５１が点灯されるときの点灯レベルを１００％としたときに、５０％程度でＬＥＤを点灯させるものである。なお、非常用点灯回路３９によりＬＥＤ５１が点灯されるときは、実装された６個のＬＥＤ５１を全て点灯し、常用点灯回路３７によりＬＥＤ５１が点灯されるときは、６個のＬＥＤ５１のうち、例えば、３個を点灯するようにしてもよい。
【００２２】
これら常用点灯回路３７と非常用点灯回路３９は切替回路３８を介してＬＥＤ５１にそれぞれ接続されている。切替回路３８は、商用電源ＡＣが正常な常時には、ＬＥＤ５１を常用点灯回路３７に接続している一方、商用電源ＡＣの停電等非常時に、その電源遮断を検出する電源遮断検出回路３５からの電源遮断検出信号を受けて、ＬＥＤ５１を常用点灯回路３７から非常用点灯回路３９に切替えて接続するものである。また、点検回路４０は、点検スイッチＳＷがＯＮ操作されたときに、停電擬似信号を電源遮断検出回路３５に与え、電源遮断検出回路３５から電源遮断検出信号を切替回路３８に送信し、この切替回路３８によりＬＥＤ５１を常用点灯回路３７から非常用点灯回路３９へ切替えてバッテリ３１を電源として規定時間接続することにより、ＬＥＤ５１が非常時に規定状態で点灯するか否かを点検するものである。つまり、バッテリ３１の寿命等を点検するものである。この点検時は、照明装置１は非常時の動作を実行する。
【００２３】
次に、非常用照明装置１の図示しない壁スイッチ等のメインスイッチをＯＮ操作すると、商用電源ＡＣが正常時には、充電回路３６を介してバッテリ３１が常時充電される一方、切替回路３８によりＬＥＤ５１を常用点灯回路３７に接続しているので、ＬＥＤ５１は常用点灯回路３７により低い点灯レベルで点灯される。そして、商用電源ＡＣが停電すると、その停電が電源遮断検出回路３５により検出され、電源遮断検出信号が切替回路３８に与えられる。このために、切替回路３８は、ＬＥＤ５１を常用点灯回路３７から非常用点灯回路３９に切替接続し、その接続状態を保持する。これにより、非常用点灯回路３９は、バッテリ３１を電源としてＬＥＤ５１を通常点灯よりも高い点灯レベルで点灯させる。また、同時に、冷却手段としてのファン１０にバッテリ３１から給電され、ファン１０が駆動し、光源部５が冷却される。
【００２４】
以上のような構成において、常時は、電源ユニット５に通電されると、電源回路基板６１の電源回路が動作して基板５２に電力が供給され、ＬＥＤ５１が発光し、各ＬＥＤ５１から出射された光の多くは直接透光性カバー８を透過して前方に照射され、一部の光は反射体７の各反射面７１に反射されて配光制御され透光性カバー８を透過して前方に照射される。これに伴いＬＥＤ５１から発生する熱は、主として基板５２４の裏面から筒状本体２の底壁へ伝わり、さらに、筒状本体２の全体へ伝導され、その伝導過程での放熱を伴いながら放熱される。加えて、非常時には、ファン１０が駆動し、筒状本体２内部に通風されるとともに対流が促進され、冷却されてＬＥＤ５１の温度上昇が抑制される。したがって、非常時において、ＬＥＤ５１の温度上昇によって光出力が低下するのを抑制することができ、また、周囲温度とＬＥＤ５１の発熱による温度上昇による高温状態を抑制でき、ＬＥＤ５１の破壊を防止できる。
【００２５】
よって、本実施形態によれば、非常時に適正な照度を確保することができ、信頼性及び安全性の高い非常用照明装置を提供することができる。
【００２６】
次に、本発明の第２の実施形態について図１１を参照して説明する。図１１は、非常用照明装置を示すブロック構成図である。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。本実施形態では、非常用点灯回路３９と冷却手段１０との間に、温度検知手段として温度センサＴｄを接続したものである。この温度センサＴｄは、周囲温度を検出するため、例えば、天板部材３に取付けられており、１４０℃を検出すると、その検出信号に基づいて冷却手段１０を駆動するようになっている。したがって、本実施形態では、商用電源ＡＣが停電した非常時であって、周囲温度が１４０℃に達した場合に、冷却手段１０にバッテリ３１から給電され、冷却手段１０が駆動する。なお、周囲温度が１４０℃に達した場合に、冷却手段１０が駆動するのは、最低限の条件であり、ＬＥＤ５１のジャンクション温度、温度上昇による光出力の低下等を考慮し、周囲温度が１４０℃に達する前に冷却手段１０が駆動するように設定するのが好適である。以上のように、冷却手段１０は、バッテリ３１の給電により動作するものであるが、冷却手段１０が所定温度に達した場合に動作するようにしたことにより、非常時のバッテリ３１の電力の消耗を極力抑えることができる。したがって、冷却手段１０を有していても非常時の光源部５の点灯時間を比較的長くすることができ、バッテリ３１の大形化も抑制することができる。
【００２７】
以上のように本実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、非常時であって、所定の温度に上昇したときに冷却手段１０を駆動させるので、非常用照明装置としての信頼性を向上でき、バッテリの大形化を抑制できる。
【００２８】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、ＬＥＤを実装する基板は、常時に点灯するＬＥＤを実装した基板と、非常時に点灯するＬＥＤを実装した基板とに分け、常時に点灯するＬＥＤを実装した基板は、熱伝導性の良好な材料で構成し、非常時に点灯するＬＥＤを実装した基板は、熱伝導性に劣る材料で構成するようにしてもよい。この場合、常時は、ＬＥＤの放熱を促進して効率よく照明でき、一方、非常時は、周囲温度の高い外気の熱伝導を抑制することができ、したがって、常時、非常時のそれぞれのＬＥＤの点灯動作において、動作環境を最適化することが可能となる。
【００２９】
さらに、冷却手段１０は、筒状本体２の上部に限らず、筒状本体２の側面や内部に配置し、吸気と排気により筒状本体２、延いては、ＬＥＤ５１を冷却するようにしてもよい。また、冷却手段は、ファンに限らず、ペルティエ素子等の半導体素子を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る非常用照明装置を示す斜視図である。
【図２】同取付状態を示す斜視図である。
【図３】同正面図である。
【図４】同上面図である。
【図５】同底面図である。
【図６】同側面図である。
【図７】同断面図である。
【図８】同平面図である。
【図９】冷却手段を示す説明図である。
【図１０】非常用照明装置を示すブロック構成図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る非常用照明装置を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
【００３１】
１・・・非常用照明装置、５・・・光源部、３１・・・バッテリ、
１０・・・冷却手段、５１・・・発光素子（ＬＥＤ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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