(57)【要約】【課題】商用電源の通電時に電池を充電し、商用電源の停電時に電池を放電させて光源を発光させる、より長寿命な照明装置、照明器具を提供する。【解決手段】商用電源Ｖｓを直流に変換する直流電源部１１と、充電可能な複数の電池Ｂ１，Ｂ２と、前記電池Ｂ１，Ｂ２を充電する充電部１２と、前記電池Ｂ１，Ｂ２の充電および放電を制御する制御部１３と、前記電池Ｂ１，Ｂ２により発光可能な光源１４を具備し、商用電源Ｖｓの通電時に前記電池Ｂ１，Ｂ２を充電し、商用電源Ｖｓの停電時に前記電池Ｂ１，Ｂ２を放電させて前記光源１４を発光させる照明装置において、停電ごとに複数の電池Ｂ１，Ｂ２を順番に放電させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源を直流に変換する電源回路と、充電可能な複数の電池と、前記電池を充電する充電回路と、前記電池の充電および放電を制御する制御部と、前記電池により発光可能な光源を具備し、商用電源の通電時に前記電池を充電し、商用電源の停電時に前記電池を放電させて前記光源を発光させる照明装置において、停電ごとに複数の電池を順番に放電させることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
請求項１において、商用電源の停電時に放電の順番に該当する電池を放電させた後、商用電源の復電時に、放電した側の電池を充電することを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項１において、商用電源の停電ごとに複数の電池が順番に放電され、全ての電池が放電した後に、商用電源の復電時に、前記複数の電池を充電することを特徴とする照明装置。
【請求項４】
商用電源を直流に変換する電源回路と、充電可能な複数の電池と、前記電池を充電する充電回路と、前記電池の充電および放電を制御する制御部と、前記複数の電池間で充電を行う電池充電部と、前記電池により発光可能な光源を具備し、商用電源の停電時に複数の電池が順番に放電した後、商用電源の復電時に、前記複数の電池を充電する照明装置において、商用電源の停電時に放電の順番に該当する電池が放電し、その後、商用電源が復電したときに前記電池の容量が残っている場合、前記複数の電池間で充電を行う電池充電部により他の電池に充電することを特徴とする照明装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、停電時に放電の順番に該当する電池の容量がなくなった場合は、他の電池に切り替えて光源を発光させることを特徴とする照明装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、光源にＬＥＤを用いたことを特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の照明装置を具備することを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は商用電源の通電時に電池を充電し、商用電源の停電時に電池を放電させて光源を発光させる照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１（特公平６−５０９３８号公報）には、複数の充電回路と、複数の電池と、複数の光源を持つ照明装置が開示されている。商用電源の通電時には、商用電源をトランスにより降圧し、整流器により整流し、限流抵抗などの充電回路にて電池を充電している。また、停電時には電池を電源として、光源に電力を供給している。以上のような構成を複数持っている。
【０００３】
この従来例では、商用電源の通電時には、複数の電池は同時に充電され、商用電源の停電時には、複数の電池を同時に放電する動作となる。
【０００４】
従来例に使用している電池は、通常、充放電可能な二次電池を使用しており、主にニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池などが使用されている。これら二次電池は、充電、放電を行うことで電池の寿命が短縮される。電池の寿命は、繰り返し充放電による電極活物質と電極の変質および劣化に影響される。また、ニッケルカドミウム電池及びニッケル水素電池は短い充放電を行うと、放電時の電池電圧が低くなって、必要な電気量が得られないメモリー効果という現象があり、見かけ上、照明装置として短寿命となる。
【特許文献１】特公平６−５０９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非常灯、誘導灯などの防災用の照明器具は、地震、落雷などの天災あるいは事故などにより、停電が発生したときに必要な床面照度や避難方向、避難口を示すために点灯しなければならない。しかし、従来例のような装置では、電池が寿命となった場合、光源に必要な電力を供給することができなくなってしまう。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、商用電源の通電時に電池を充電し、商用電源の停電時に電池を放電させて光源を発光させる、より長寿命な照明装置、照明器具を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、上記の課題を解決するために、図１に示すように、商用電源Ｖｓを直流に変換する直流電源部１１と、充電可能な複数の電池Ｂ１，Ｂ２と、前記電池Ｂ１，Ｂ２を充電する充電部１２と、前記電池Ｂ１，Ｂ２の充電および放電を制御する制御部１３と、前記電池Ｂ１，Ｂ２により発光可能な光源１４を具備し、商用電源Ｖｓの通電時に前記電池Ｂ１，Ｂ２を充電し、商用電源Ｖｓの停電時に前記電池Ｂ１，Ｂ２を放電させて前記光源１４を発光させる照明装置において、停電ごとに複数の電池Ｂ１，Ｂ２を順番に放電させることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、図２に示すように、商用電源Ｖｓの停電時に放電の順番に該当する電池Ｂ１を放電させた後、商用電源Ｖｓの復電時に、放電した側の電池Ｂ１を充電することを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、図４に示すように、商用電源Ｖｓの停電ごとに複数の電池Ｂ１，Ｂ２が順番に放電され、全ての電池Ｂ１，Ｂ２が放電した後に、商用電源Ｖｓの復電時に、前記複数の電池Ｂ１，Ｂ２を充電することを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、図３、図４に示すように、商用電源Ｖｓを直流に変換する直流電源部１１と、充電可能な複数の電池Ｂ１，Ｂ２と、前記電池Ｂ１，Ｂ２を充電する充電部１２と、前記電池Ｂ１，Ｂ２の充電および放電を制御する制御部１３と、前記複数の電池Ｂ１，Ｂ２間で充電を行う電池充電部１５と、前記電池Ｂ１，Ｂ２により発光可能な光源１４を具備し、商用電源Ｖｓの停電時に複数の電池Ｂ１，Ｂ２が順番に放電した後、商用電源Ｖｓの復電時に、前記複数の電池Ｂ１，Ｂ２を充電する照明装置において、商用電源Ｖｓの停電時に放電の順番に該当する電池Ｂ１が放電し、その後、商用電源Ｖｓが復電したときに前記電池Ｂ１の容量が残っている場合、前記複数の電池Ｂ１，Ｂ２間で充電を行う電池充電部１５により他の電池Ｂ２に充電することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１〜４の発明において、図５に示すように、停電時に放電の順番に該当する電池Ｂ１の容量がなくなった場合（停電時３）は、他の電池Ｂ２に切り替えて光源１４を発光させることを特徴とする。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項１〜５の発明において、光源１４にＬＥＤを用いたことを特徴とする。
請求項７の発明は、誘導灯や非常灯のような照明器具であり、請求項１〜６のいずれかの照明装置を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、長寿命の照明装置を提供できる。
請求項２の発明によれば、複数の電池を交互に放電することにより、一つの電池の放電サイクル間隔を長くすることで、器具としての寿命を長くすることができる。また、放電した電池を復電時に充電することで、すぐに放電の準備ができ、器具の安全性が高くなる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、長寿命の照明装置を提供できる。
請求項４の発明によれば、第１の電池の放電後に残った電気容量を第２の電池に充電することにより、第２の電池の補充電ができるとともに第１の電池のメモリー効果が発生し難くなり、器具寿命を長くすることができる。
【００１５】
請求項５の発明によれば、短時間停電などにより、充電や放電が短時間発生することで、各電池の電気容量が少なくなっても、全電池を利用することで有限エネルギーを最大限利用でき、誘導灯や非常灯としてできるだけ長く点灯することが可能となり、信頼性の高い照明装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（実施形態１）
図１に本発明の実施形態１の構成を示す。商用電源Ｖｓを直流電源部１１により直流電圧に変換し、二次電池Ｂ１，Ｂ２への充電およびＬＥＤ１４への点灯用の電力を供給している。
【００１７】
直流電源部１１は、整流器とＤＣ−ＤＣコンバータにより構成され、商用交流電圧を直流電圧に変換し、ダイオードＤ１を介してＬＥＤ１４に点灯用の電力を供給すると共に、ダイオードＤ２を介して充電部１２に二次電池Ｂ１，Ｂ２への充電用の電力を供給している。また、制御部１３に制御電源電圧を供給している。
【００１８】
充電部１２は、抵抗、卜ランジスタなどの電子部品で構成されており、二次電池Ｂ１，Ｂ２への充電電流を決定している。
【００１９】
制御部１３は、商用電源Ｖｓの有無を検出する停電検出手段を持っており、商用電源Ｖｓの停電、通電に応じて、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４を制御している。
【００２０】
スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、電池Ｂ１の充放電を制御し、スイッチＳＷ３，ＳＷ４は、電池Ｂ２の充放電を制御している。
【００２１】
点灯部は、単数もしくは複数のＬＥＤ１４で構成されており、ＬＥＤが複数の場合は、直列接続、並列接続またはそれらの混在された接続となっている。
【００２２】
図２に本実施形態の動作を示す。本実施形態は、停電するごとに複数の電池Ｂ１，Ｂ２を順番に放電し、復電したときに電池Ｂ１，Ｂ２に充電するように制御した誘導灯の例である。
【００２３】
ＡＣ通電時１は、スイッチＳＷ１及びＳＷ３をＯＮ、スイッチＳＷ２及びＳＷ４をＯＦＦとして、電池Ｂ１及び電池Ｂ２を充電する。
停電時１は、スイッチＳＷ１をＯＦＦ、スイッチＳＷ２をＯＮとして、電池Ｂ１を放電し、ＬＥＤを点灯させる。スイッチＳＷ３及びＳＷ４はＯＦＦとして、電池Ｂ２は開放状態とする。
【００２４】
ＡＣ通電時２は、スイッチＳＷ１をＯＮ、スイッチＳＷ２をＯＦＦとして、電池Ｂ１を充電する。このとき、スイッチＳＷ３，ＳＷ４はＯＦＦとして、電池Ｂ２は開放状態である。
停電時２は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をＯＦＦとして、電池Ｂ１は開放状態とする。このとき、スイッチＳＷ３はＯＦＦ、スイッチＳＷ４はＯＮとして、電池Ｂ２を放電し、ＬＥＤを点灯させる。
【００２５】
ＡＣ通電時３は、スイッチＳＷ３をＯＮ、スイッチＳＷ４をＯＦＦとして、電池Ｂ２を充電して、電池Ｂ１および電池Ｂ２を満充電状態とする。
停電時３は、スイッチＳＷ２をＯＮとして、電池Ｂ１を放電し、ＬＥＤを点灯させる。このときに電池Ｂ１の電気容量が０％となっている。
【００２６】
ＡＣ通電時４は、スイッチＳＷ１がＯＮとなり、電池Ｂ１を充電するが、非常に短時間のため電池Ｂ１の電気容量がほとんど増加しない。
停電時４は、スイッチＳＷ４をＯＮとして、電池Ｂ２を放電し、ＬＥＤを点灯させる。
【００２７】
ＡＣ通電時５は、スイッチＳＷ１およびＳＷ３がＯＮとなり、電池Ｂ１および電池Ｂ２を充電する。
【００２８】
このように本実施形態では、複数の電池の充放電制御として、停電するごとに対象の電池を交互に放電する。復電すれば放電された電池は、充電する。短時間の復電で次の放電が短時間になる場合は、複数の電池を同時に充電するように制御した例である。
【００２９】
充電する際の充電方式は、定電流充電方式、定電圧充電方式など電池を満充電する方式であれば特に問わない。誘導灯であれば、ＪＩＬ５５０２において２４時間以内で満充電にする基準となっているので、それに見合うレートで充電すればよい。
【００３０】
また、非常灯であればＪＩＬ５５０１において４８時間以内で満充電にする基準となっているので、それに見合うレートで充電すればよい。
【００３１】
点灯時間については、誘導灯は２５分以上、非常灯は３７分以上となっている。電池の容量は点灯時間に見合う容量に設定すればよい。
【００３２】
放電した電池が復電したときに充電するかしないかの目安は、前記点灯時間未満の場合は充電せず、前記点灯時間以上の場合は充電するものとする。
【００３３】
光源は、従来は、蛍光灯や白熱灯が使用されているが、ＬＥＤの方が光束や効率が良いため省電力効果があり、電池の充放電の電流値も抑制されるため、電池自身の負担が軽くなる。
【００３４】
（実施形態２）
図３に本発明の実施形態２の構成を示す。図１において、スイッチＳＷ５，ＳＷ６と電池充電部１５を付加した構成である。電池充電部１５は、電池Ｂ１と電池Ｂ２を相互に充電できる機能を持っている。具体的には、“電池Ｂ１から電池Ｂ２へ”のＤＣ−ＤＣコンバータと“電池Ｂ２から電池Ｂ１へ”のＤＣ−ＤＣコンバータの機能を有している。ＤＣ−ＤＣ変換する方向に合わせて前記コンバータの電力変換方向の切替を行う。充電部１２は、所定時間の充電を行い、満充電になった後は、充電停止する動作を行う。その他の動作は、実施形態１と同様である。
【００３５】
図４に本実施形態の動作を示す。本実施形態は、第１の電池Ｂ１の電気容量が残った状態で、ＡＣ通電状態になるが、第１の電池Ｂ１の残容量を第２の電池Ｂ２に充電するように制御した誘導灯の例である。
【００３６】
スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、電池Ｂ１の充放電を制御し、スイッチＳＷ３，ＳＷ４は、電池Ｂ２の充放電を制御している。スイッチＳＷ５，ＳＷ６は、電池Ｂ１、Ｂ２間の充電を制御している。
【００３７】
最初の通電時、すなわちＡＣ通電時１ａには、スイッチＳＷ１，ＳＷ３をＯＮとして、電池Ｂ１、Ｂ２を充電する。
【００３８】
その後のＡＣ通電時１ｂには、スイッチＳＷ１，ＳＷ３をＯＦＦとして、電池Ｂ１、Ｂ２は開放状態である。これは電池Ｂ１，Ｂ２が満充電状態であるので、充電を停止させている状態である。但し、この状態でも電池は自己放電するので、わずかながら電気容量は、時間ともに減少している。
【００３９】
停電時１は、スイッチＳＷ２をＯＮとして、電池Ｂ１を放電し、ＬＥＤを点灯させる。このとき、スイッチＳＷ３，ＳＷ４はＯＦＦとして、電池Ｂ２は開放状態である。電池Ｂ１の電気容量が４０％の時点で復電したものとする。
【００４０】
ＡＣ通電時２は、スイッチＳＷ２をＯＦＦ、スイッチＳＷ５，ＳＷ６をＯＮとし、電池Ｂ１の残容量を電池Ｂ２へ充電する。電池Ｂ２は、自己放電による電気容量低下をこの充電により補うことができ、電気容量は増加することとなる。
【００４１】
停電時２は、スイッチＳＷ３をＯＦＦ、スイッチＳＷ４をＯＮとして、電池Ｂ２を放電し、ＬＥＤを点灯させる。このとき、スイッチＳＷ１，ＳＷ２はＯＦＦとして、電池Ｂ１は開放状態である。
【００４２】
ＡＣ通電時３は、スイッチＳＷ１をＯＮ、スイッチＳＷ３をＯＮとし、電池Ｂ１及びＢ２を充電する。
停電時３は、スイッチＳＷ１をＯＦＦ、スイッチＳＷ２をＯＮとして、電池Ｂ１を放電し、ＬＥＤを点灯させる。
【００４３】
ＡＣ通電時４は、スイッチＳＷ１をＯＮとして、電池Ｂ１を充電する。
【００４４】
以上のように本実施形態では、実施形態１と同様に放電は交互に行う。また、放電時から復電したときに電池容量が残っているときは、充電を行わないで、電池容量がなくなるまで、他の電池に充電する。これにより、他の電池の補充電ができるとともに電池のメモリー効果が発生し難くなり、器具寿命を長くすることができる。
点灯時間、光源については実施形態１と同様である。
【００４５】
（実施形態３）
本発明の実施形態３の動作を図５に示す。本実施形態は、電池Ｂ１の電気容量が十分でない状態で停電になった場合に、両方の電池Ｂ１，Ｂ２で点灯時間を確保する誘導灯の例である。回路構成は図１に示した実施形態１の構成を用いる。
電池の初期容量の設定として、電池Ｂ１、Ｂ２は１００％まで充電されているものとする。
【００４６】
停電時１は、スイッチＳＷ２をＯＮとして、電池Ｂ１を放電し、ＬＥＤを点灯させる。ここでの停電時間は、電池Ｂ１の電気容量が３０％程度になる時間とする。
ＡＣ通電時１は、スイッチＳＷ１をＯＮとして、電池Ｂ１を充電するが非常に短時間であり、各電池の電池容量に変化がない。
【００４７】
停電時２は、スイッチＳＷ４をＯＮとして、電池Ｂ２を放電し、ＬＥＤを点灯させる。ここでの停電時間は、電池Ｂ２の電気容量が９０％程度になる時間とする。
ＡＣ通電時２は、スイッチＳＷ３をＯＮとして、電池Ｂ２を充電するが非常に短時間であり、電池の電気容量に変化がない。
【００４８】
停電時３は、スイッチＳＷ２をＯＮとして、電池Ｂ１を放電し、ＬＥＤを点灯させる。
しかし、必要な点灯時間が維持できず、電池Ｂ１が完全放電してしまうが、スイッチＳＷ４をＯＮとして、電池Ｂ２を電源として、ＬＥＤを点灯させる。
【００４９】
ＡＣ通電時３は、スイッチＳＷ１及びＳＷ３をＯＮとして、電池Ｂ１、Ｂ２を充電する。
停電時４は、スイッチＳＷ２をＯＮとして、電池Ｂ１を放電し、ＬＥＤを点灯させる。
【００５０】
本実施形態では、停電時に放電している電池が所定時間（誘導灯では２５分以上、非常灯では３７分以上）の点灯維持を得られない場合は、異なる電池に切り替えてＬＥＤを点灯させる。
【００５１】
充電方式、点灯時間、光源については実施形態１と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態１の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の実施形態１の動作説明図である。
【図３】本発明の実施形態２の構成を示す回路図である。
【図４】本発明の実施形態２の動作説明図である。
【図５】本発明の実施形態３の動作説明図である。
【符号の説明】
【００５３】
Ｖｓ  商用電源
１１  直流電源部
１２  充電部
１３  制御部
１４  ＬＥＤ
Ｂ１  第１の電池
Ｂ２  第２の電池
【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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