(57)【要約】【課題】屋内への商用電源の供給状態に応じて屋内を照明することが可能な照明装置を提供する。【解決手段】照明装置１は、屋外に設置されるＬＥＤ照明灯２１と、太陽光およびＬＥＤ照明灯２１からの光を受けて発電するソーラーパネル３１と、ソーラーパネル３１が発電した電力を蓄電する蓄電池と、屋内に設置されるＬＥＤ非常灯５１と、屋内に設置される非常用コンセント６と、照明装置１の動作を制御する制御部とを備えている。通常時の夜間には、制御部は、ＬＥＤ照明灯２１のみを点灯させる。制御部は、電流センサからの出力に基づいて商用電源の停電を検出すると、ＬＥＤ非常灯５１を点灯させると共に、非常用コンセント６からの電力供給を可能とする。【選択図】図１
2014160630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋外に設置されるＬＥＤ照明灯と、
太陽光および前記ＬＥＤ照明灯から照射された光を受光可能に屋外に設置され、前記太陽光および前記ＬＥＤ照明灯から照射された前記光を受けて電力を発生する発電パネルと、
屋内に設置されたＬＥＤ非常灯と、
前記発電パネルが発生した前記電力を蓄電し、前記ＬＥＤ照明灯および前記ＬＥＤ非常灯に前記電力を供給可能な蓄電池と、
商用電源の停電を検出する停電検出手段と、
前記ＬＥＤ照明灯および前記ＬＥＤ非常灯の点灯を制御する点灯制御手段とを備え、前記点灯制御手段は、前記停電検出手段が前記商用電源の停電を検出した場合、前記蓄電池に蓄電された前記電力によって前記ＬＥＤ非常灯を点灯させ、前記停電検出手段が前記商用電源の停電を検出しない場合、前記ＬＥＤ非常灯を点灯させないことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記蓄電池に蓄電された前記電力を電気機器に供給可能な電源コンセントと、
前記停電検出手段が前記商用電源の停電を検出した場合、前記蓄電池に蓄電された前記電力を前記電源コンセントから供給可能とし、前記停電検出手段が前記商用電源の停電を検出しない場合、前記蓄電池に蓄電された前記電力を前記電源コンセントから供給不能とする切り替え手段とを更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記発電パネルは、設置角度を調整可能に構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を受けて電力を発生する発電パネルと、発生した電力を蓄電する蓄電池と、蓄電池から供給された電力により点灯する光源を備えた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光を受けて電力を発生する発電パネルと、発生した電力を蓄電する蓄電池と、蓄電池から供給された電力で点灯する光源を備えた屋外用照明装置が知られている。更に、蓄電池の電力消費を抑制するために、太陽光に加え、光源から照射された光を受光可能に発電パネルが配置された照明システムが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】登録実用新案第３１５９６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の照明システムは、商用電源の電力供給を受けなくても光源を点灯できるため、商用電源が停電した非常時にも、非常灯として機能することができる。また、太陽光のみで発電した電力を利用する照明装置に比べ、より多くの光で発電できるため、蓄電池の電力消費を抑制することができ、光源をより長時間点灯させることができる。しかしながら、屋内に電力を供給する商用電源が停電した場合、屋外よりもむしろ屋内の照明が機能することが望まれることも多い。
【０００５】
本発明は、屋内への商用電源の供給状態に応じて屋内を照明することが可能な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】
本発明にかかる照明装置は、ＬＥＤ照明灯と、発電パネルと、ＬＥＤ非常灯と、蓄電池と、停電検出手段と、点灯制御手段とを備えている。前記ＬＥＤ照明灯は、屋外に設置される。前記発電パネルは、太陽光および前記ＬＥＤ照明灯から照射された光を受光可能に屋外に設置され、前記太陽光および前記ＬＥＤ照明灯から照射された前記光を受けて電力を発生する。前記ＬＥＤ非常灯は、屋内に設置される。前記蓄電池は、前記発電パネルが発生した前記電力を蓄電し、前記ＬＥＤ照明灯および前記ＬＥＤ非常灯に前記電力を供給可能である。前記停電検出手段は、商用電源の停電を検出する。前記点灯制御手段は、前記ＬＥＤ照明灯および前記ＬＥＤ非常灯の点灯を制御する。前記点灯制御手段は、前記停電検出手段が前記商用電源の停電を検出した場合、前記蓄電池に蓄電された前記電力によって前記ＬＥＤ非常灯を点灯させ、前記停電検出手段が前記商用電源の停電を検出しない場合、前記ＬＥＤ非常灯を点灯させない。
【０００７】
本発明の照明装置は、蓄電池に蓄電された電力を用いて、屋外のＬＥＤ照明灯を点灯することができるのに加え、商用電源の停電を検出した場合には、屋内のＬＥＤ非常灯を点灯させることもできる。従って、例えば災害等で商用電源が停電した場合、屋内に安全な非常用の照明を提供することができる。また、照明装置は、商用電源の停電を検出しない場合には、屋内のＬＥＤ非常灯を点灯させないので、不要に蓄電池の電力を消費することがない。また、照明装置は、太陽光およびＬＥＤ照明灯からの光を受けて発電できるので、太陽光のみで発電した電力を利用する照明装置に比べ、発電できる時間が長く、より多くの光で発電できる。つまり、より多くの電力を蓄電できる。従って、例えば、停電中に日照不足が続いた場合でも、太陽光のみで発電した電力を利用する照明装置よりも長時間に亘って屋内のＬＥＤ非常灯を点灯させることができる。
【０００８】
前記照明装置は、電源コンセントと、切り替え手段とを更に備えてもよい。前記電源コンセントは、前記蓄電池に蓄電された前記電力を電気機器に供給可能である。前記切り替え手段は、前記停電検出手段が前記商用電源の停電を検出した場合、前記蓄電池に蓄電された前記電力を前記電源コンセントから供給可能とし、前記停電検出手段が前記商用電源の停電を検出しない場合、前記蓄電池に蓄電された前記電力を前記電源コンセントから供給不能とする。
【０００９】
かかる照明装置は、商用電源の停電を検出した場合には、屋内のＬＥＤ非常灯を点灯させるのに加え、屋内の電源コンセントから電気機器に電力を供給することができる。従って、例えば災害等で商用電源が停電した場合でも、電源コンセントに電気機器を接続して使用することが可能となる。また、照明装置は、商用電源の停電を検出しない場合、電源コンセントから電力を供給しないので、不要に蓄電池の電力を消費することがない。
【００１０】
前記発電パネルは、設置角度を調整可能に構成されていてもよい。太陽高度は季節によって変動する。従って、発電パネルの設置角度を調整可能とすることで、常に太陽光を効率的に受けられるような向きとなるように発電パネルを調整し、発電効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】照明装置１の全体構成を示す概略図である。
【図２】照明装置１の電気的構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態に係る照明装置１について、図面を参照して説明する。本実施形態の照明装置１は、太陽光および照明光を受けて発電した電力を用いて家屋の軒先を照明する屋外照明灯としての機能と、商用電源が停電した場合の屋内非常灯としての機能とを有する。まず、図１を参照して、照明装置１全体の概略構成を説明する。図１に示すように、照明装置１は、屋外照明灯２と、ソーラーパネルユニット３と、制御ボックス４と、屋内非常灯５と、非常用コンセント６とを備える。
【００１３】
屋外照明灯２は、家屋１０の屋根１１の軒先に設置される屋外用の照明灯である。屋外照明灯２は、ＬＥＤ照明灯２１と、カバー部材２２とを含む。本実施形態のＬＥＤ照明灯２１は、定格消費電圧が１２Ｖ、定格消費電力が６Ｗの高輝度白色ＬＥＤ電球である。ＬＥＤ照明灯２１は、軒先に、その照射光の中心が下方向を向くように配置されている。カバー部材２２は、ＬＥＤ照明灯２１の周囲に設けられた保護部材であり、下方向に開口している。
【００１４】
ソーラーパネルユニット３は、板状のソーラーパネル３１と取付部材３２とを含む。ソーラーパネル３１は、太陽電池を備え、光エネルギーを電気エネルギーに変換する（即ち、光を受けて電力を発生する）装置である。本実施形態のソーラーパネル３１の最大出力は、１０Ｗである。ソーラーパネル３１に使用される太陽電池の種類は特に限定されず、例えば、シリコン系（単結晶シリコン型、多結晶シリコン型、アモルファスシリコン型等）、化合物系、色素増感型、有機薄膜型等から所望の種類を採用可能である。
【００１５】
ソーラーパネル３１は、太陽電池の受光面（電力を発生する面）が太陽光およびＬＥＤ照明灯２１からの光を受光可能な姿勢で、取付部材３２によって家屋１０の壁１２の外側に取り付けられる。本実施形態では、前述のようにＬＥＤ照明灯２１の照射光の中心は下方向を向いているので、ソーラーパネル３１は、ＬＥＤ照明灯２１の下方に配置されるのが好ましい。また、ソーラーパネル３１が人間の頭よりも高い位置に設置される場合には、ＬＥＤ照明灯２１からの光がソーラーパネル３１によって遮られるのを抑えるために、ソーラーパネル３１は、半透明または透明のものを採用すると好ましい。
【００１６】
本実施形態の取付部材３２はヒンジ部を含み、ソーラーパネル３１の地面３０に対する設置角度を調整可能に構成されている。これにより、太陽高度が季節に応じて変動しても、ソーラーパネル３１の姿勢を、太陽光およびＬＥＤ照明灯２１からの光を効率的に受けられるように変更することができる。但し、取付部材３２は、必ずしもソーラーパネル３１の設置角度を調整可能に構成されている必要はない。ソーラーパネル３１は、太陽光およびＬＥＤ照明灯２１からの光を受光可能な姿勢である限り、地面３０に対して一定の角度で壁１２に取り付けられてもよい。
【００１７】
制御ボックス４は、例えば、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）素材で矩形箱状に形成される。本実施形態の制御ボックス４は、壁１２の外側の地面３０の上に設置されている。制御ボックス４の内部については後で詳述する。
【００１８】
屋内非常灯５は、家屋１０の屋内に設置される屋内用の非常灯である。屋内非常灯５は、ＬＥＤ非常灯５１と、カバー部材５２とを含む。本実施形態のＬＥＤ非常灯５１は、定格消費電圧が１２Ｖ、定格消費電力が１Ｗの高輝度白色ＬＥＤ電球である。ＬＥＤ非常灯５１は、ＬＥＤ照明灯２１と同等の明るさを出力可能であってもよいが、商用電源の停電時に非常用として点灯されるものであるから、必ずしもＬＥＤ照明灯２１と同等の明るさを出力する必要はない。カバー部材５２は、アクリル樹脂等の透明素材で形成されており、ＬＥＤ非常灯５１を覆う。特に、ＬＥＤ非常灯５１が通常の照明灯に比べて暗い場合には、ＬＥＤ非常灯５１の光を効率的に拡散させるために、カバー部材５２の内面に拡散反射面が形成されていると好ましい。
【００１９】
屋内の壁１２には、非常用コンセント６が設けられている。非常用コンセント６には、プラグを介して電気機器を接続可能である。詳細は後述するが、非常用コンセント６は、商用電源の停電時に限って、蓄電池４１（図２参照）に蓄電された電力を供給可能となる。なお、非常用コンセント６は、必ずしも屋内に設ける必要はなく、屋外に設けられてもよい。
【００２０】
以下、図２を参照して、制御ボックス４内部の構成を含め、照明装置１の電気的な接続関係について説明する。図２に示すように、制御ボックス４は、その内部に、チャージコントローラ４０と、蓄電池４１と、制御部４２とを備えている。
【００２１】
チャージコントローラ４０は、屋外に設置されたソーラーパネル３１と、制御ボックス４内部の蓄電池４１および制御部４２に、夫々、図示しない配線で接続されている。チャージコントローラ１００は、一般的なチャージコントローラであり、蓄電池４１の過充電および過放電の防止、蓄電池４１からの電流の逆流の防止、蓄電池４１の残量の検出、およびソーラーパネル３１の発電量の検出といった機能を有する。これらの機能を実現するための構成は周知であるため、ここでの説明は省略する。
【００２２】
蓄電池４１は、一般的な蓄電池であり、本実施形態では、電圧１２Ｖ、５０Ａｈのものが採用されている。蓄電池の種類は特に限定されず、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル・水素電池、ニカド電池、鉛蓄電池等から所望の種類を採用可能である。
【００２３】
制御部４２は、複数の回路を含み、制御ボックス４内部に収容されたチャージコントローラ４０と、軒先のＬＥＤ照明灯２１と、屋内のＬＥＤ非常灯５１と、屋内の非常用コンセント６と、屋内の電流センサ７とに、夫々、図示しない配線で接続されている。電流センサ７は、例えば、商用電源の配線にクランプされ、非接触で商用電源電流を測定可能な周知のセンサである。
【００２４】
以下に、本実施形態の照明装置１の動作の詳細について説明する。照明装置１は、家屋１０の屋内に商用電源から電力が供給されている状態である通常時と、商用電源から電力が供給されていない状態である停電時とで、動作が異なる。制御部４２は、測定された電流量に応じて電流センサ７から出力される信号に基づいて、商用電源からの電力の供給状態を監視し、その結果に応じて照明装置１を動作させる。
【００２５】
まず、通常時の照明装置１の動作について説明する。制御部４２は、屋外に設置された周知の照度センサ（図示略）からの出力信号に基づき、検出された照度が所定の閾値未満か否かを判定する。照度が所定の閾値以上の場合、屋外がある程度明るいので、屋外照明灯２を点灯する必要はない。従って、制御部４２は、ＬＥＤ照明灯２１を点灯させない。ソーラーパネル３１は、太陽光のみを受光して発電する。ソーラーパネル３１で発電された電力は、チャージコントローラ４０を介して蓄電池４１に蓄電される。
【００２６】
検出された照度が所定の閾値未満となると、制御部４２は、駆動回路（図示略）を駆動して、蓄電池４１に蓄電された電力でＬＥＤ照明灯２１を点灯させる。ソーラーパネル３１は、太陽が出ていれば太陽光およびＬＥＤ照明灯２１から照射された光を受光し、夜間であればＬＥＤ照明灯２１から照射された光のみを受光して発電する。ソーラーパネル３１で発電された電力は、チャージコントローラ４０を介して蓄電池４１に蓄電される。
【００２７】
また、通常時には、屋内には商用電源から電力が供給されるので、通常の屋内照明灯や電源コンセントが使用可能な状態にある。よって、蓄電池４１に蓄電された電力を用いて屋内非常灯５を点灯したり、非常用コンセント６に電力を供給したりする必要はない。従って、制御部４２は、通常時には、ＬＥＤ非常灯５１を点灯させる駆動回路（図示略）を駆動しない。また、非常用コンセント６への蓄電池４１からの電力供給路を遮断する。つまり、制御部４２は、通常時には、非常用コンセント６からの電力供給を不能とする。
【００２８】
なお、照明装置１は、昼夜の判定をするために、照度センサではなく、タイマ（図示略）を備えてもよい。この場合、制御部４２は、タイマからの出力信号に基づき、屋外が暗くなる所定の時間帯にのみ、前述のように駆動回路を駆動して、ＬＥＤ照明灯２１を点灯させればよい。
【００２９】
次に、停電時の照明装置１の動作について説明する。制御部４２は、電流センサ７からの出力信号に基づいて停電が発生したことを検出すると、駆動回路を駆動して、ＬＥＤ非常灯５１を点灯させる。なお、停電時であっても、屋内がある程度明るければ、必ずしもＬＥＤ非常灯５１を点灯させる必要はない。従って、照明装置１が屋内に設置された照度センサ（図示略）を備える場合、制御部４２は、検出された屋内の照度が所定の閾値未満の場合にのみ、ＬＥＤ非常灯５１を点灯させてもよい。
【００３０】
また、制御部４２は、停電が発生したことを検出すると、非常用コンセント６への蓄電池４１からの電力供給路を開放し、非常用コンセント６を、蓄電池４１に蓄電された電力が供給可能な状態とする。
【００３１】
停電時には、屋外照明灯２は、点灯されても点灯されなくてもよい。例えば、制御部４２は、屋外の照度センサによって検出された照度が所定の閾値未満の場合にのみ（または所定の時間帯のみ）、ＬＥＤ照明灯２１を点灯させてもよい。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態の照明装置１は、蓄電池４１に蓄電された電力を用いて、商用電源から電力が供給されている通常時には、屋外のＬＥＤ照明灯２１のみを点灯させる。一方、停電時には、照明装置１は、屋内のＬＥＤ非常灯５１を点灯させる。従って、例えば災害等で商用電源が停電した場合、屋内に安全な非常用の照明を提供することができる。また、照明装置１は、通常時には屋内のＬＥＤ非常灯５１を点灯させないので、不要に蓄電池４１の電力を消費することがない。
【００３３】
また、照明装置１は、蓄電池４１に蓄電された電力を、通常時には非常用コンセント６から供給不能とする一方、停電時には、非常用コンセント６から供給可能とする。従って、例えば災害等で商用電源が停電した場合でも、非常用コンセント６を介して屋内で電気機器を使用することが可能となる。また、照明装置１は、通常時には非常用コンセント６からの電力供給をしないので、不要に蓄電池４１の電力を消費することがない。
【００３４】
照明装置１は、太陽光およびＬＥＤ照明灯２１からの光を受けて発電できるので、太陽光のみで発電した電力を利用する場合に比べ、発電できる時間が長く、より多くの光で発電でき、より多くの電力を蓄電できる。従って、例えば、停電中に日照不足が続いた場合でも、太陽光のみで発電した電力を利用する場合に比べ、より長時間に亘って、屋内のＬＥＤ非常灯５１の点灯や、非常用コンセント６からの電力供給が可能となる。
【００３５】
照明装置１のソーラーパネルユニット３は、取付部材３２が、ソーラーパネル３１の設置角度を調整可能に構成されている。従って、季節に応じて太陽高度が変動しても、ソーラーパネル３１の姿勢を、常に太陽光を効率的に受けられるような向きとなるように調整し、発電効率を高めることができる。
【００３６】
本実施形態のソーラーパネル３１は、本発明の「発電パネル」の一例である。電流センサ７は、本発明の「停電検出手段」の一例である。制御部４２は、本発明の「点灯制御手段」および「切り替え手段」の一例である。非常用コンセント６は、本発明の「電源コンセント」の一例である。
【００３７】
本発明は、上記実施形態の他に種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、照明装置１は非常用コンセント６を備え、停電時にのみ、非常用コンセント６を介して蓄電池４１に蓄電された電力を供給可能とする。しかしながら、照明装置１は、必ずしも非常用コンセント６を備えていなくてもよい。つまり、照明装置１は、停電時に、ＬＥＤ非常灯５１を点灯するだけでもよい。
【００３８】
照明装置１は、電流センサ７以外の商用電源の停電を検出する構成を備えてもよい。例えば、商用電源の配線に直接接続されるタイプの電流センサが採用されてもよいし、商用電源の電圧を測定する電圧センサであってもよい。
【００３９】
ソーラーパネル３１、蓄電池４１、ＬＥＤ照明灯２１、ＬＥＤ非常灯５１等に関して説明した数量、大きさ、位置、電圧、消費電力等の値はあくまでも例示であり、適宜変更が可能なことは勿論である。例えば、ソーラーパネル３１は、複数設けられていてもよい。ソーラーパネル３１がＬＥＤ照明灯２１の照射した光を受光可能である限り、屋外照明灯２の向きや構成も変更可能である。例えば、より多くの光がソーラーパネル３１の受光面に入射するように、ソーラーパネル３１とＬＥＤ照明灯２１との設置対向距離を短くしてもよい。本実施形態のように、発電電力１０W程度のソーラーパネル３１と６W程度のＬＥＤ照明灯２１との組み合わせでは、ソーラーパネル３１とＬＥＤ照明灯２１との設置対向距離は、経験的に０．５ｍ程度が望ましい。
【００４０】
上記実施形態では、制御部４２は複数の回路を含む構成例であるが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、制御部４２は、コンピュータ読取り可能な指示を記憶するメモリと、かかる指示に従って動作するプロセッサとを含む構成であってもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１    照明装置
６    非常用コンセント
７    電流センサ
２１  ＬＥＤ照明灯
３１  ソーラーパネル
４１  蓄電池
４２  制御部
５１  ＬＥＤ非常灯
【図１】
2014160630.tif 000003
【図２】
2014160630.tif 000004