【手続補正書】
【提出日】平成17年7月15日(2005.7.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】          明細書
【発明の名称】      非常用照明装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】    放電灯と、二次電池と、商用電源を降圧して二次電池を充電する充電回路と、二次電池を電源として放電灯を点灯させるための非常用インバータと、商用電源を電源として放電灯を点灯させるための常用電子バラストと、商用電源電圧が所定の閾値以下になったことを検知して上記放電灯を常用電子バラスト出力側から非常用インバータ出力側へ切り替えるとともに非常用インバータを動作開始させる切替回路とから構成され、上記常用電子バラストは、複数の定格入力電圧を有し、上記所定の閾値は、常用電子バラストの複数の定格入力電圧のうち最も低い定格値の４０％以上８５％以下の範囲に設定したことを特徴とする非常用照明装置。
【請求項２】    商用電源電圧を所定の閾値で検出した後、放電灯を常用電子バラスト出力側から非常用インバータ出力側へ切り替えるとともに非常用インバータを動作開始させるまでの間に遅延時間を設けたことを特徴とする請求項１記載の非常用照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は非常用照明装置に関し、常用時の点灯装置が広範囲の入力電圧に対応している場合の非常点灯への切替えに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
非常用照明装置の基本的な構成を図１のブロック図に示す。常時、商用電源Ｖｓから常用バラスト１を介して蛍光灯などのランプ負荷２を点灯するとともに、非常灯ブロック３を構成する充電回路４によって二次電池Ｂを充電する。商用電源Ｖｓが停電すると、常用バラスト１側からの電力供給が断たれるためランプ負荷２は一旦消灯するが、非常灯ブロック３を構成する切替回路６によって停電を検知して上述のランプ負荷２を非常点灯側に切り替えるとともに非常用のインバータ回路５を起動させ、ランプ負荷２は非常点灯を行なう。
【０００３】
切替電圧は日本照明器具工業会規格ＪＩＬ５５０１切替動作で規定され、定格電圧の８５％電圧では作動せず、４０％電圧以上（６０％電圧が好ましい）で確実に非常点灯に切り替わることとしている。
【０００４】
図５は、上述の切替電圧設定範囲を表す説明図である。横軸を時間として商用電源Ｖｓの電圧が１００％から低下していく場合、４０％以上８５％以下の電圧が切替許容範囲であるが、商用の電子バラスト１が動作を停止する電圧が８５％電圧を下まわって例えば７５％電圧であれば、切替電圧の設計範囲は７５％〜４０％となる。通常、商用電子バラスト１の動作維持電圧を把握しながら４０％以上８５％以下の電圧範囲内で任意に設計される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
昨今、高調波電流歪規制の流れの中で力率改善技術が著しく進展し、汎用化されたＩＣを用いればチョッパー回路の制御性が広い電源電圧範囲で確保することが可能となっている。商用の電子バラストにこのような制御性の高いチョッパー回路を導入し、例えば１００Ｖ〜２４２Ｖの広範囲の電源対応のものも実用化されている。
【０００６】
図６は、横軸を電源電圧、縦軸を出力として上述の広範囲の電源に対応できる電子バラストの動作領域を示したもので、電源変動を考慮して約９０Ｖ〜２６０Ｖの範囲で略一定の出力を確保しており、動作を停止する電圧は約７５Ｖとなっている。
【０００７】
このような常用の電子バラストを用いて例えば２４２Ｖ用の非常灯を構成しようとした場合、４０％電圧である９７Ｖでは当然電子バラストは定格出力で動作していることになり、接点のストレスを考慮すれば切替電圧の設計可能範囲は存在しない。図７はこの模様を図式的に示したもので、常時の電子バラスト点灯維持レベルが４０％以下の場合は切替可能な設計範囲が無いことを示している。
【０００８】
本発明は上述のような従来技術の欠点に鑑みてなされたもので、広範囲の電源電圧で使用可能な複数の定格入力電圧を有する常時の電子バラストを用いて非常灯を構成する場合における非常灯ブロックの信頼性、安全性の改善を目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、上記の課題を解決するために、図１に示すように、放電灯２と、二次電池Ｂと、商用電源Ｖｓを降圧して二次電池Ｂを充電する充電回路４と、二次電池Ｂを電源として放電灯２を点灯させるための非常用インバータ５と、商用電源Ｖｓを電源として放電灯２を点灯させるための常用電子バラスト１と、商用電源電圧が所定の閾値以下になったことを検知して上記放電灯２を常用電子バラスト１の出力側から非常用インバータ５の出力側へ切り替えるとともに非常用インバータ５を動作開始させる切替回路６とから構成され、上記常用電子バラスト１は、複数の定格入力電圧を有し、上記所定の閾値は、常用電子バラスト１の複数の定格入力電圧のうち最も低い定格値の４０％以上８５％以下の範囲に設定したことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２の発明によれば、図４に示すように、切替回路６に遅延回路１０を設けて、商用電源電圧を所定の閾値で検出した後、放電灯２を常用電子バラスト１の出力側から非常用インバータ５の出力側へ切り替えるとともに非常用インバータ５を動作開始させるまでの間に遅延時間を設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
第１の実施の形態として、図６に示した常用電子バラストの広範囲の入力電圧範囲における複数の定格入力電圧のうち最も低い電圧に着目し、その電圧の４０％以上８５％以下の電圧で非常点灯に切り替わるように切替電圧設定を行うこととする。回路構成については、図１と同様である。そもそも切替電圧の設定は、商用電源の停電や電圧降下の際に速やかに非常点灯させ、照度を保って安全性を確保するためのものであることに鑑みれば、複数の定格入力電圧のうちの高い電圧で使用された場合に４０％の電圧でも点灯を維持するのであれば、４０％の電圧未満で切り替えたとしても上記主旨からむしろ安全確保上好ましいと言える。また、複数の定格入力電圧のうちの最も低い定格入力電圧で使用された場合は、常時の電子バラストが点灯維持できる電圧は高くなるため、４０％以上８５％以下の範囲で切り替えるようにしておけば、広範囲の入力電圧の何れの電源電圧で使用されても安全性を損ねることはないと言える。
【００１２】
図２は図１における常用バラスト１の具体例として電子バラスト回路を示したものである。入力端子Ａ，Ｂは商用電源に接続され、商用電源から電流ヒューズＦ、サージアブソーバＺＮＲ、雑音防止用コンデンサＣ１、フィルタＴ１から成る入力保護・雑音防止回路を介した後、整流ブリッジＤＢ１で全波整流し、チョークコイルＬ１、スイッチング素子Ｑ１及びその制御回路７、ダイオードＤ１、平滑コンデンサＣ２から成る昇圧チョッパー部で直流昇圧電源を形成し、その後段に、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の直列回路及びこれらのスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３を交互にＯＮ−ＯＦＦするためのインバータ制御回路８、スイッチング素子Ｑ２と並列に構成されたチョークコイルＬ２、コンデンサＣ３，Ｃ４の直列回路から成るインバータ回路部を構成している。（出力端子Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆは図１に示したように、リレー接点群Ｓ１を介してランプ負荷２に接続され、出力端子Ｃ−Ｄ間及びＥ−Ｆ間にランプフィラメントが接続される。従って上述のチョークコイルＬ２、コンデンサＣ３，Ｃ４はランプフィラメントを介して直列回路を構成する。）常時、リレー接点群Ｓ１がＮＯ接点側にあるものとすると、電子バラスト１の出力にランプ負荷２が接続され、ランプ負荷２を高周波点灯させる。
【００１３】
図３は図１における非常用インバータ回路５の具体例を示したものである。入力端子Ｇ，Ｈは二次電池Ｂの＋端子、−端子にそれぞれ接続され、また端子Ｊは図１の切替回路６の端子Ｊに接続される。非常用インバータ回路５は二次電池Ｂからの直流電源を入力端子Ｇ，Ｈで受け、入力端子Ｇから入力チョークコイルＬ３を介して発振トランスＴ２の一次巻線のセンタータップに入力され、一次巻線の両端と入力端子Ｈの間に各々主トランジスタＱ４及びＱ５を接続して構成され、主トランジスタＱ４，Ｑ５の制御端子は抵抗Ｒ２，Ｒ３及びトランジスタＱ６でバイアスが与えられ、発振トランスＴ２の帰還巻線によって発振動作を行なう。発振トランスＴ２の出力巻線はランプフィラメント予熱のためのタップを有し、バラスト用コンデンサＣ６、予熱用コンデンサＣ７，Ｃ８を介して出力端子Ｋ，Ｌ，Ｍ，Ｎに接続され、更にリレー接点群Ｓ１を介してランプ負荷２に接続される。Ｃ５は共振用のコンデンサである。停電が発生すると切替回路６が動作し、リレー接点群Ｓ１をＮＣ接点側に切り替えるとともにトランジスタＱ６をＯＮさせる。その結果、抵抗Ｒ２，Ｒ３を介して主トランジスタＱ４，Ｑ５がバイアスされて、いずれかがＯＮして発振動作を開始し、その後、発振トランスＴ２の帰還巻線によって主トランジスタＱ４，Ｑ５が交互にＯＮ−ＯＦＦする自励発振動作を持続してランプ負荷２が非常点灯する。
【００１４】
図４は、図１における充電回路４、切替回路６の具体例を示したものである。常時は入力端子Ａ，Ｂに商用電源が入力され、降圧トランスＴ３、整流ブリッジＤＢ２によって低圧直流電圧に変換後、充電抵抗Ｒ５を介して出力端子Ｇ，Ｈ間に接続される二次電池Ｂを充電する。またダイオードＤ２、電解コンデンサＣ９及びトランジスタＱ７、抵抗Ｒ４、ツェナーダイオードＤ３は、その後段に接続されるリレーＲｙ１，Ｒｙ２を駆動するための直流安定化電源を構成しており、常時はトランジスタＱ８がＯＮ状態でリレーＲｙ１，Ｒｙ２を励磁している。リレーＲｙ１，Ｒｙ２の接点は、図１のリレー接点群Ｓ１を構成している。Ｄ４は逆電圧吸収用のダイオードである。図中、ブロックで示した切替電圧設定回路９は、停電を検知してリレーＲｙ１，Ｒｙ２の接点を切り替えるもので、商用電源が降下する場合の切替電圧を設定している。ここでは、常用電子バラストの広範囲の入力電圧範囲における複数の定格入力電圧のうち最も低い電圧に着目し、その電圧の４０％以上８５％以下の電圧で非常点灯に切り替わるように切替電圧を設定している。また遅延回路１０は、停電が発生して非常点灯に切り替える際に商用の電子バラスト１の残留発振が止まってリレー接点群Ｓ１の電流が停止又は支障のないレベルに低減するまでの間、切り替え動作を遅延させて接点ストレスを軽減するものである。（日本照明器具工業会規格ＪＩＬ５５０１では入力回路遮断後０．５秒以内で切り替わるよう規定されている。）
【００１５】
【発明の効果】
請求項１の発明においては、広範囲の入力電圧で使用可能な複数の定格入力電圧を有する常用電子バラストを用いて非常灯を構成する場合に、複数の定格入力電圧のうち最も低い電圧に着目し、その電圧の４０％以上８５％以下の電圧範囲で非常点灯に切り替わるように切替電圧の設定を行うことにより、本質的な安全性を損なうことなく切替電圧の設計を可能とする効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の非常用照明装置の基本的な構成を示すブロック回路図である。
【図２】
図１における常用バラストの具体例を示す回路図である。
【図３】
図１における非常用インバータ回路の具体例を示す回路図である。
【図４】
図１における充電回路および切替回路の具体例を示す回路図である。
【図５】
図１における切替電圧設定範囲を示す説明図である。
【図６】
図１における常用バラストの動作領域を示す説明図である。
【図７】
従来例の課題を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１    常用バラスト
２    ランプ負荷（蛍光灯など）
３    非常灯ブロック
４    充電回路
５    非常用インバータ回路
６    切替回路
Ｂ    二次電池
Ｖｓ  商用電源
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2003257684.tif 000001
【図２】
2003257684.tif 000002
【図３】
2003257684.tif 000003
【図４】
2003257684.tif 000004
【図５】
2003257684.tif 000005
【図６】
2003257684.tif 000006
【図７】
2003257684.tif 000007