(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上のＬＥＤ素子から構成されるＬＥＤモジュールが複数接続される点灯装置において、
商用交流電源の交流電圧を所定の大きさの直流電圧に変換する第１電源部と、
前記商用交流電源の電力によって充電され、所定の大きさの直流電圧を蓄える第２電源部である充電電源部と、
接続された前記複数のＬＥＤモジュールの何れかの前記ＬＥＤモジュールを選択することにより、選択された選択ＬＥＤモジュールのみを前記第１電源部と前記充電電源部とに電気的に接続する選択部と、
予め設定された設定時間を記憶すると共に、前記選択部によって前記第１電源部と前記充電電源部とに電気的に接続された前記選択ＬＥＤモジュールの累積点灯時間をカウントして記憶する点灯時間カウンタと、
前記商用交流電源からの電力供給がある場合には前記第１電源部によって前記選択ＬＥＤモジュールを点灯させ、前記商用交流電源からの電力供給が遮断された場合には前記充電電源部によって前記選択ＬＥＤモジュールを点灯させると共に、前記点灯時間カウンタによって計測された前記選択ＬＥＤモジュールの前記累積点灯時間が前記設定時間を経過すると、前記選択ＬＥＤモジュールと異なる他の前記ＬＥＤモジュールを新たな前記選択ＬＥＤモジュールとして前記選択部に選択させて、前記第１電源部と前記充電電源部とに電気的に接続させる制御部と、
前記商用交流電源が供給されているときに操作されると、前記制御部が、一時的に、前記第１電源部から前記充電電源部に切り替えて前記選択ＬＥＤモジュールを点灯させる点検スイッチと
を備え、
前記制御部は、
前記点検スイッチが操作されて一時的に前記充電電源部によって前記選択ＬＥＤモジュールを点灯させた後に前記第１電源部によって前記選択ＬＥＤモジュールを点灯させる点灯状態に復帰するときに、前記選択ＬＥＤモジュールと異なる他の前記ＬＥＤモジュールを新たな前記選択ＬＥＤモジュールとして前記選択部に選択させて、前記第１電源部と前記充電電源部とに電気的に接続させることを特徴とする点灯装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記点検スイッチが操作されて一時的に前記充電電源部によって前記選択ＬＥＤモジュールを点灯させた後に前記第１電源部によって前記選択ＬＥＤモジュールを点灯させる点灯状態に復帰するときに、さらに前記点灯時間カウンタによって計測された前記選択ＬＥＤモジュールの前記累積点灯時間が前記設定時間を経過している場合には、前記選択ＬＥＤモジュールと異なる他の前記ＬＥＤモジュールを新たな前記選択ＬＥＤモジュールとして前記選択部に選択させて、前記第１電源部と前記充電電源部とに電気的に接続させることを特徴とする請求項１記載の点灯装置。
【請求項３】
前記点灯装置は、さらに、
前記選択ＬＥＤモジュールの異常を検出する異常検出部を備え、
前記制御部は、
前記異常検出部が前記選択ＬＥＤモジュールの異常を検出すると、異常が検出された前記選択ＬＥＤモジュールと異なる他の前記ＬＥＤモジュールを新たな前記選択ＬＥＤモジュールとして前記選択部に選択させて、前記第１電源部と前記充電電源部とに電気的に接続させることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の点灯装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記選択ＬＥＤモジュールの前記累積点灯時間が前記設定時間を経過して前記選択ＬＥＤモジュールと異なる他の前記ＬＥＤモジュールを新たな前記選択ＬＥＤモジュールとして前記選択部に選択させる場合に、前記異常検出部によって過去に前記異常が検出された前記ＬＥＤモジュールを前記新たな前記選択ＬＥＤモジュールとする選択対象から除外することを特徴とする請求項３記載の点灯装置。
【請求項５】
前記点灯時間カウンタは、
前記設定時間として、前記複数のＬＥＤモジュールのうち最も短いＬＥＤモジュール寿命とされた寿命時間を記憶することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の点灯装置。
【請求項６】
前記点灯時間カウンタは、
前記設定時間として、７００時間以上、９０００時間以下の範囲に含まれる時間を記憶することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、点灯装置に関する。例えば、誘導灯点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つのランプを備え、交流電源投入時の位相を検出していずれか一方のランプを選択して点灯させる技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−９６９７１号公報（２頁左欄２行目〜右欄２３行目、図１参照。）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、交流電源の位相を検出してランプを選択的に切替える動作は、通常の使用状態において電源のＯＮ／ＯＦＦがされることを前提としている。このため、誘導灯の様に常に点灯しているようなものの場合は、交流電源投入時の位相を検出して、負荷を選択的に切替えることができないという課題があった。
【０００５】
一般に、誘導灯の耐用の限度は１２年（日本器具工業会による）と言われている。近年、誘導灯はＬＥＤを光源としたものが主流となっており、ＬＥＤの寿命は製品にもより異なるが長くとも６０，０００時間である。器具の耐用年数とＬＥＤの寿命の関係から、下記のような不等式の関係となり、器具の耐用年数となるまでにＬＥＤモジュールの交換が１回は必要であった。
器具の耐用年数（１２年）＞ＬＥＤ寿命（６．９年）
【０００６】
この発明は、ＬＥＤモジュールが常時点灯される点灯装置などにおいて、ＬＥＤの交換の手間がいらない点灯装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の点灯装置は、
１以上のＬＥＤ素子から構成されるＬＥＤモジュールが複数接続される点灯装置において、
商用交流電源の交流電圧を所定の大きさの直流電圧に変換する第１電源部と、
前記商用交流電源の電力によって充電され、所定の大きさの直流電圧を蓄える第２電源部である充電電源部と、
接続された前記複数のＬＥＤモジュールの何れかの前記ＬＥＤモジュールを選択することにより、選択された前記選択ＬＥＤモジュールのみを前記第１電源部と前記充電電源部とに電気的に接続する選択部と、
予め設定された設定時間を記憶すると共に、前記選択部によって前記第１電源部と前記充電電源部とに電気的に接続された前記選択ＬＥＤモジュールの累積点灯時間をカウントして記憶する点灯時間カウンタと、
前記商用交流電源からの電力供給がある場合には前記第１電源部によって前記選択ＬＥＤモジュールを点灯させ、前記商用交流電源からの電力供給が遮断された場合には前記充電電源部によって前記選択ＬＥＤモジュールを点灯させると共に、
前記点灯時間カウンタによって計測された前記選択ＬＥＤモジュールの前記累積点灯時間が前記設定時間を経過すると、前記選択ＬＥＤモジュールと異なる他の前記ＬＥＤモジュールを新たな前記選択モジュールとして前記選択部に選択させて、前記第１電源部と前記充電電源部とに電気的に接続させる制御部と
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ＬＥＤモジュールを複数接続、かつ選択可能とすることにより、器具の耐用年数となるまでＬＥＤモジュールの交換を不要とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１の点灯装置１１０を示すブロック図。
【図２】実施の形態１で使用されるＬＥＤモジュールでのＬＥＤのレイアウトを示す上面視図。
【図３】実施の形態１で使用されるＬＥＤモジュールでのＬＥＤの他のレイアウトを示す上面視図。
【図４】実施の形態２の点灯装置１２０を示すブロック図である。
【図５】実施の形態２で使用されるＬＥＤモジュールでのＬＥＤのレイアウトと基板の形状を示す上面視図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態１を示す点灯装置１１０のブロック図である。
図２は、点灯装置１１０で使用するＬＥＤモジュールでのＬＥＤのレイアウトを示す上面視図である。
【００１１】
点灯装置１１０は、ダイオードブリッジ２と、降圧回路３と、非常点灯回路１０と、バッテリ９と、充電回路８と、負荷接続切替え回路１１（選択部）と、出力制御回路６（制御部）と、電源電圧検出回路４と、点灯時間カウンタ５と、異常検出抵抗２０（異常検出部）と、コネクタ２１を備える。
各構成要素の機能は以下のとおりである。
（１）ダイオードブリッジ２は、交流電圧（商用交流電源）１を全波整流する。
（２）降圧回路３は、この全波整流された電圧を降圧する。
（３）非常点灯回路１０は、非常時に負荷側に電源を供給する。
（４）バッテリ９は、非常点灯回路１０に電源を供給する。
（５）充電回路８は、バッテリ９を充電する。
（６）負荷接続切替え回路１１は、降圧回路３または非常点灯回路１０から出力する電圧をＬＥＤ群Ａ２３（第１のＬＥＤモジュール）、ＬＥＤ群Ｂ２４（第２のＬＥＤモジュール）のいずれかに供給する。
（７）出力制御回路６は、負荷接続切替え回路１１、降圧回路３、非常点灯回路１０に制御信号を送る。
（８）電源電圧検出回路４は、出力制御回路６に電源電圧の有無の信号を出力する。
（９）点灯時間カウンタ５は、点灯時間をカウントして記憶し、予め設定されている所定の設定時間が経過すると、出力制御回路６に信号を出力する。
（１０）異常検出抵抗２０は、ＬＥＤ２２（ＬＥＤ素子）の異常を検出して出力制御回路６に信号を出力する。
（１１）コネクタ２１は、負荷であるＬＥＤ２２を接続する。
なお、ダイオードブリッジ２と降圧回路３とは、交流電圧を所定の大きさの直流電圧に変換する第１電源部を構成する。また、バッテリ９（充電電源部）は第１電源部に対して第２電源部に相当する。
【００１２】
次に点灯装置１１０の動作について説明する。点灯装置１１０は、交流電圧（商用電源）１をダイオードブリッジ２で全波整流した電圧を、降圧回路３に入力する。降圧回路３はフライバック回路などが使用される一般的な降圧回路である。降圧回路３は全波整流された電圧を所定の直流電圧に降圧する。負荷接続切替え回路１１は、降圧回路３で降圧された直流電圧を、ＰＮＰトランジスタ１４もしくは、ＰＮＰトランジスタ１８のいずれか一方のコレクタ−エミッタ間を導通させて、ＬＥＤ群Ａ２３またはＬＥＤ群Ｂ２４に電圧を供給してＬＥＤ２２を点灯させる。
【００１３】
負荷接続切替え回路１１は、出力制御回路６からＮＰＮトランジスタ１５のベースまたは、ＮＰＮトランジスタ１９のベースのいずれかに出力する電圧で負荷接続の切替えを行う。
【００１４】
出力制御回路６からＮＰＮトランジスタ１５のベースに電圧が出力されていない状態では、ＰＮＰトランジスタ１４のエミッタ−コレクタ間はＯＦＦとなり、ＬＥＤ側に電流は流れない。出力制御回路６からＮＰＮトランジスタ１５のベースに電圧が出力されると、ＰＮＰトランジスタ１４のコレクタ−エミッタ間はＯＮとなり、ＬＥＤ側に電流が流れる。ＰＮＰトランジスタ１８、ＮＰＮトランジスタ１９についても同様である。出力制御回路６は、接続するＬＥＤ群をＮＰＮトランジスタ１５のベースまたは、ＮＰＮトランジスタ１９のベースに出力する電圧で切替えることができる。
【００１５】
電源電圧検出回路４は、電源電圧の有無を検出している。電源電圧が所定の電圧より低下すると出力制御回路６に信号を出力する。
【００１６】
点灯時間カウンタ５は、交流電圧の半波を検出して電源が入力されている累積時間をカウントし記憶している。あらかじめ設定した所定の時間になると出力制御回路６に信号を出力する。
【００１７】
異常検出抵抗２０は、ＬＥＤ群に異常を検出するための抵抗である。例えば、ＬＥＤ２２の一つがオープン故障をした場合、異常検出抵抗２０には電流が流れないため電圧が発生しなくなる。異常検出抵抗２０に電圧が発生しなくなったのを、出力制御回路６が検出する。
【００１８】
点検スイッチ７は、非常点灯回路の動作を点検するために設けられており、スイッチをＯＮにすると出力制御回路６で点検モードへと移行する。点検モードは非常点灯回路１０で動作することを確認するモードである。点検スイッチ７をＯＮさせている期間、誘導灯は非常点灯回路１０で動作する。
【００１９】
出力制御回路６は、点灯時間カウンタ５、異常検出抵抗２０、点検スイッチ７から入力される信号で、負荷接続切替え回路１１に出力する電圧を制御する。
【００２０】
出力制御回路６は、電源電圧検出回路４から信号が入力されると、交流電源（商用電源）１がなくなったと判断し非常点灯へ移行する。非常点灯は、非常点灯回路１０の出力電圧によりＬＥＤ２２を点灯させる。非常点灯への移行は出力制御回路６が、降圧回路３に動作停止の信号を出力し、降圧回路３は動作を停止させる。降圧回路３の動作が停止することで、交流電源（商用電源）１からの電圧は、降圧回路３の出力側に出力されることはない。同時に出力制御回路６が、非常点灯回路１０に信号を出力し非常点灯回路１０より負荷側に電圧が出力されることで非常点灯となる。
【００２１】
非常点灯回路１０は、非常点灯の時はバッテリ９を電源として動作する。バッテリ９は常用時には充電回路８で充電をしている。
【００２２】
（切替えタイミング）
次に負荷接続切替え回路１１で接続を切替えるタイミング（設定）について説明する。負荷接続切替え回路１１が動作するタイミングは、点灯時間カウンタ５のカウント値があらかじめ設定されていた累積点灯時間（点灯時間カウンタ５が記憶）になったときに、出力制御回路６が負荷接続切替え回路１１に信号を出力し、この信号を契機に負荷接続切替え回路１１が切替える。点灯時間カウンタ５に設定する設定時間は任意に設定することが可能である。例えば、ＬＥＤの寿命に設定する。あるいは、接続されるＬＥＤモジュールのうち一番寿命の短いもの（例えば、一番寿命の短いＬＥＤ素子を持つＬＥＤモジュールのそのＬＥＤ素子の寿命）の時間を設定する。
【００２３】
ＬＥＤの寿命は、製品により異なるが一般的には、４０，０００時間〜６０，０００時間である。ＬＥＤが寿命となると、故障や光束の劣化が生じ、誘導灯としての機能を果たせなくなる。これより、負荷接続切替え回路１１によりＬＥＤモジュールの接続を切替えるタイミングは、ＬＥＤ個々に規定されている製品の寿命に設定するとよい。すなわち、４０，０００時間〜６０，０００時間の範囲に含まれる時間を点灯時間カウンタ５に設定値として設定する。なお、実際に切り替える主体は、上述のように出力制御回路６である。
【００２４】
負荷接続切替え回路１１が動作するタイミングは他に、７００時間〜９，０００時間に設定してもよい。この場合も同様に、７００時間〜９，０００時間の範囲に含まれる時間を点灯時間カウンタ５に設定値として設定する。ＬＥＤは使用していくと経年劣化により光束が低下する。製品寿命で切替えをした場合には切替えたときに点灯させていなかったＬＥＤが点灯することになり、ＬＥＤの寿命時間まで点灯したＬＥＤとは明るさが異なる。これより、ＬＥＤの寿命時間でＬＥＤ群の接続を切替えたときには明るさに違和感を生じる恐れがある。しかし、７００時間〜９，０００時間という比較的短時間でＬＥＤを一定時間毎に切替えるようにすることで、切替える双方のＬＥＤモジュールが同等に経年劣化を生じ、ＬＥＤモジュールを切替えたタイミングで明るさの違和感を生じないようにすることができる。７００時間〜９，０００時間は、月数に換算すると、１ヶ月〜１２ヶ月での周期となる。例えば、２４時間毎にＬＥＤモジュールの切替えを行った場合には、ＬＥＤが切替わる瞬間を目視されることが懸念される。切替わる瞬間を目視した時にチラツキなどと間違える恐れがあるため、切替えの頻度はある程度長くなくてはならない。切替える周期が長い場合には、切替える双方でのＬＥＤモジュールに既に明るさの違いが生じるため、長くしすぎてもよくない。これより、１ヶ月〜１２ヶ月の範囲で切替えるようにすることがよい。
【００２５】
常用点灯時に、ＬＥＤモジュールの切替えを行うと切替わる瞬間を目視した場合にチラツキ等と間違える恐れがある。このため、切替えるタイミングを点検スイッチ７による点検終了後とすることが好ましい。誘導灯は、半年に１回点検を義務付けられており、誘導灯にある点検スイッチ７を押して点検を行う。出力制御回路６による制御により、点検スイッチ７が操作されると常用点灯から、非常点灯に移行し、そして、常用点灯に復帰する。常用点灯と非常点灯では明るさが変わる。このため、常用点灯から非常点灯、あるいは非常点灯から常用点灯に移行するタイミングでは、切替前、切替後のＬＥＤモジュールに明るさの違いがあっても、切替わっていることに気付きにくい。したがって、非常点灯の動作を確認し、常用点灯に復帰するタイミングでＬＥＤモジュールの切替えを行う。具体的に次の様である。つまり、出力制御回路６は、点灯時間カウンタ５の設定時間を経過していても、点検スイッチ７が操作されるまでＬＥＤモジュールの切替えを待つ。つまり、設定時間の経過を条件に、出力制御回路６は、点検スイッチ７が操作されて一時的にバッテリ９によって選択ＬＥＤモジュールを点灯させた後に降圧回路３によって選択ＬＥＤモジュールを点灯させる点灯状態に復帰するときに、選択ＬＥＤモジュールと異なる他のＬＥＤモジュールを新たな選択ＬＥＤモジュールとして負荷接続切替え回路１１に選択させて、降圧回路３とバッテリ９とに電気的に接続させる。そして、出力制御回路６は、新たな選択ＬＥＤモジュールを降圧回路３によって点灯させる。この他に点検の方法は、リモコンによるものや、集中制御で一括して点検を行うものがある。
【００２６】
例えばＬＥＤが故障して、ＬＥＤがオープン故障となったときには異常検出抵抗２０に電圧が検出されないため出力制御回路６は異常であると判断できる。異常検出回路で異常を検出したときには、ＬＥＤは点灯しない状態であるので、この場合にも負荷接続切替え回路１１で、正常なもう一方のＬＥＤ群に切替えを行う。
【００２７】
異常検出抵抗２０で異常が検出されたランプは点灯することができないので、出力制御回路６で異常のＬＥＤ群を記憶し、以後は所定の時間が経過した場合でも異常のあるＬＥＤ群への切替えは行わない。
【００２８】
ＬＥＤモジュールは、ＬＥＤを基板上に実装したものである。従来は一列に直列接続されたＬＥＤ群を直線状にレイアウトするものであったが、ＬＥＤを一つの基板上の図２のように２列に直列接続されたＬＥＤ群を交互に配置することで、どちらのＬＥＤ群が点灯した場合でも同じ明るさを得ることができる。
【００２９】
また、本実施の形態では、一直線上に２種のＬＥＤ群を交互にレイアウトする場合について説明したが、図３に示すように、２種のＬＥＤ群を並列かつ交互にレイアウトするようにしてもよい。
【００３０】
ＬＥＤモジュールは、電球や蛍光灯のように量販店で売られていないため、交換が必要なときにはメーカに発注して取り寄せしなければならないため入手が困難であったが、ＬＥＤモジュールの交換がないため、交換用のＬＥＤモジュールを手配する必要がなくなる。
【００３１】
メーカ側にとっても販売した数量の交換用ＬＥＤモジュールを供給できるようにしなくてはならないが、ＬＥＤは高性能なものが次々に発売されており、発売後４〜５年でＬＥＤの需要が減り、ＬＥＤの入手が困難となる。ＬＥＤモジュールの交換時期である６．９年後に交換用のＬＥＤモジュールを供給できるようにするためにＬＥＤの在庫を確保しておかなければならないが、ＬＥＤモジュールの交換が不要なためＬＥＤの在庫を抱えなくてもよくなる。
【００３２】
実施の形態２．
図４は、本実施の形態を示す点灯装置１２０のブロック図であり、図５は、点灯装置１２０で使用するＬＥＤモジュールでのＬＥＤのレイアウトを示す上面視図である。
【００３３】
図５に示すようにＬＥＤモジュールを２つの基板に分けてもよい。図５のように、基板を２枚に分けることで点灯していないＬＥＤモジュールへ基板を伝導して与えられる熱ストレスを軽減することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１  交流電圧、２  ダイオードブリッジ、３  降圧回路、４  電源電圧検出回路、５  点灯時間カウンタ、６  出力制御回路、７  点検スイッチ、８  充電回路、９  バッテリ、１０  非常点灯回路、１１  負荷接続切替え回路、１２  抵抗、１３  抵抗、１４  ＰＮＰトランジスタ、１５  ＮＰＮトランジスタ、１６  抵抗、１７  抵抗、１８  ＰＮＰトランジスタ、１９  ＮＰＮトランジスタ、２０  異常検出抵抗、２１  コネクタ、２２  ＬＥＤ、２３  ＬＥＤ群Ａ、２４  ＬＥＤ群Ｂ、２５  基板、１１０，１２０  点灯装置。
【図１】
0005449233.tif 000002
【図２】
0005449233.tif 000003
【図３】
0005449233.tif 000004
【図４】
0005449233.tif 000005
【図５】
0005449233.tif 000006