(57)【要約】【課題】常時または非常時に所要の照度を得られながら、極力省電力化や、その他小形、軽量化、低価格化等を図れる防災照明装置および防災器具を提供することを目的とする。  【解決手段】常用電源１の常時には、電源監視装置２１が常時との判定信号を出力しているから、点灯切換装置２２はトランジスタ２３に対して所定周期でかつ所定オンデューティのオンオフ信号、トランジスタ２４に対してオフ信号をそれぞれ供給する。これにより、発光ダイオード１２には間欠的な電流が供給される。非常時には、点灯切換装置２２はトランジスタ２３に対してオフ信号、トランジスタ２４に対してオン信号をそれぞれ供給する。これによりトランジスタ１８はオンし、バッテリ１６の出力は昇圧回路１９にて昇圧されて発光ダイオード１２に印加され、発光ダイオード１２は連続点灯する。【選択図】図１
2007220520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
常時に常用電源からの出力により充電されるバッテリと；
バッテリを充電するための充電装置と；
常時は常用電源の出力によって点灯され非常時にはバッテリの出力によって点灯される発光ダイオードと；
発光ダイオードを間欠的な点灯または連続的な点灯に制御可能であって、常時および非常時の内の一方の状態では間欠的に点灯し、他方の状態では連続的に点灯する制御装置と；
を具備したことを特徴とする防災用照明装置。
【請求項２】
前記制御装置は、発光ダイオードを間欠的に点灯している期間においては、発光ダイオードまたは発光ダイオードの周囲の温度に応じて間欠点灯のオンデューティを変化可能であることを特徴とする請求項１記載の防災用照明装置。
【請求項３】
照明器具本体と；
照明器具本体に設けられた請求項１または２記載の防災用照明装置と；
を具備したことを特徴とする防災器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非常用照明器具、誘導灯のように常時は常用電源、非常時はバッテリにて光源を点灯する防災用照明装置およびこの防災用照明装置を用いた防災器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、各種照明装置の光源として発光ダイオードの採用が検討されており、防災器具においても例外ではない。特許文献１には発光ダイオードを用いた非常用照明器具が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−１７９０４８号公報
【０００３】
特許文献１に記載された非常用照明器具は、発光ダイオードの発光領域の全域を覆うように制光レンズを設け、制光レンズの屈折作用を利用して配光を制御することによって、光の利用効率を大きくして省電力を図ろうとするものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のものは、制光レンズを用いることによりすなわち構造面での改善によって、所要の配光を得ながら省電力を図ろうとするものである。
【０００５】
一方、発光ダイオードは、ある電流値までは供給される電流値の増加に応じて発光量が増加するが、ある電流値を越えると電流値を増加させても光の増加程度は緩やかになる。このような光量の増加が緩やかな領域でも、電流値を増やせば光量も増加するが、反面、発熱量が多くなって放熱の問題が生じたり、電流値の増加と反比例的に発光ダイオードの寿命が短くなったりする問題があった。
【０００６】
しかし、非常用照明器具は、少なくとも非常時には消防法で規定される照度を所定時間確保する必要がある。すなわち、停電時には床面照度１ｌｘ以上で、かつ、３０分間以上点灯するという規定を満たす必要がある。また、誘導灯は、常時と非常時とにおける誘導パネルの照度がそれぞれ規定されている。
【０００７】
したがって、これら防災器具の光源として発光ダイオードを採用した場合には、所定の光量を得ながら、発光ダイオードへの供給電力量を極力少なくして発熱の問題や、寿命劣化といったような課題を解消する必要がある。また、バッテリの小容量化を図って、小形軽量化、低価格化を満たす必要もある。
【０００８】
本発明は、常時、非常時それぞれに所定の照度を得られながら、発光ダイオードへの供給電流の低減化を図って長寿命化を可能とし、バッテリの小容量化も図れる防災用照明装置および防災器具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】
【０００９】
請求項１記載の防災用照明装置は、常時に常用電源からの出力により充電されるバッテリと；バッテリを充電するための充電装置と；常時は常用電源の出力によって点灯され非常時にはバッテリの出力によって点灯される発光ダイオードと；発光ダイオードを間欠的な点灯または連続的な点灯に制御可能であって、常時および非常時の内の一方の状態では間欠的に点灯し、他方の状態では連続的に点灯する制御装置と；を具備したことを特徴とする。
【００１０】
なお、請求項１記載の発明および以下の発明において、用語の定義または技術的意味はつぎのとおりである。間欠的に点灯するとは、連続的に電流を供給する場合に比して電流値の実効値が低減するような波形の電圧を印加して点灯するものの全てを含んでいる。例えば、矩形波、台形波、三角波、正弦波あるいはその他の波形の電圧を休止期間を挟んで印加するもの、または、前述の波形の電圧を低レベルの直流電圧に重畳して印加するもの等である。
【００１１】
発光ダイオードは、供給される電流の立上りに対する光出力の追随性（早光性）に優れているため、間欠的点灯の繰返し周波数の選定により所要の光出力を得ることが可能である。しかし、より効率的でかつ多くの光出力を得るためには、矩形波ないしはこれに近似した波形の電圧で点灯することが好ましい。間欠的点灯の繰返し周波数の下限は、使用者にちらつき感を与えない範囲に選ぶことが好ましい。また、上限は特に限定されないが、印加電圧を制御するために半導体スイッチを使用する場合には、スイッチングロスや高周波雑音を考慮すると、あまり大きくすることは好ましくない。具体的には商用周波数以上５０ｋＨｚ以下程度がよい。
【００１２】
また、連続的に点灯するとは、上記間欠的点灯との相対的関係で定義されるもので、間欠的に点灯する場合より電流値の実効値が大きくなるような波形の電圧を印加して点灯するものの全てを含んでいる。例えば、平滑化直流電圧を印加して点灯するものの他、矩形波、台形波、三角波、正弦波あるいはその他の波形の電圧に直流電圧を重畳する場合に、ピーク値は同じであるが直流電圧を間欠的点灯時より高レベルとするものであってもよい。
【００１３】
常時または非常時において、間欠的点灯および連続的点灯の内のいずれを選択するかは、防災用照明装置の用途に応じて設定することができる。例えば、誘導灯の場合、常時の方がより大きい光出力を要求されるから、相対的に大きいピークの電流値で間欠的に点灯し、非常時には相対的に小さいピーク値で連続的に点灯するように設定することができる。この場合、常時には相対的に大きいピークの電流値を供給するが、間欠的であるから実効値としては電流量を低減して発熱量の低減、寿命劣化防止に有効である。
【００１４】
非常時には相対的に小さい電流値でよいから、バッテリを大容量化する必要がなく、また、間欠的な点灯のための制御も不要であり、スイッチングロスや高周波雑音も考慮する必要がない。
【００１５】
また、非常用照明器具の場合、非常時の照度、点灯時間が規定されているのに対し、常時は特に規定されていないため、非常時には相対的に大きいピークの電流値で間欠的に点灯し、常時には相対的に小さいピーク値で連続的に点灯するように設定することができる。この場合、非常時には相対的に大きい電流値を供給するが、間欠的であるから実効値としては電流量を低減でき、かつ、限られた点灯時間であるから、発熱量の低減、寿命劣化防止に有効である。常時には相対的に小さい電流値でよいから、常用点灯用の電源部を大容量化する必要がなく、また、間欠的な点灯のための制御も不要であり、スイッチングロスや高周波雑音も考慮する必要がない。
【００１６】
また、間欠的点灯時に発光ダイオードに供給する電流のピーク値と連続的点灯時に発光ダイオードに供給する電流のピーク値との関係については、次のとおりである。すなわち、常時に間欠的点灯とする場合には、圧倒的に作動期間が長い常時での発光ダイオードの寿命劣化を低減するために、間欠的点灯時に供給する電流のピーク値を連続的点灯時に供給する電流のピーク値と同等またはそれ未満にすることが好ましい。
【００１７】
非常時に間欠的に点灯する場合には、非常時に規定の照度を得、かつ、発光ダイオードの寿命劣化を低減するためには、間欠的点灯時に供給する電流のピーク値を連続的点灯時に供給する電流のピーク値より大きくすることが好ましい。
【００１８】
請求項１記載の発明は、常時または非常時の状態に応じて発光ダイオードの点灯状態を予め設定された間欠的点灯または連続的点灯を選択する。これにより、防災用照明装置としてそれぞれ用途に応じた光出力を得ることができる。
【００１９】
請求項２記載の防災照明装置は、請求項１記載の発明において、制御装置は、発光ダイオードを間欠的に点灯している期間において、発光ダイオードまたは発光ダイオードの周囲の温度に応じて間欠点灯のオンデューティを変化可能であることを特徴とする。
【００２０】
請求項２記載の発明において間欠点灯のオンデューティとは、所定の単位時間に対する発光ダイオードに点灯電流を供給している時間の割合を示すもので、オンデューティが大きい程多くの電流を供給することになる。
【００２１】
また、発光ダイオードまたは発光ダイオードの周囲の温度に応じてとは、発光ダイオードの温度を直接または間接的に検知することを意味し、検知箇所を限定するものではない。
【００２２】
請求項２記載の発明は、発光ダイオードまたは発光ダイオードの周囲の温度が予め設定した所定値を超えようとした場合には間欠点灯のオンデューティを小さくする。または、これらの温度に応じて都度オンデューティを制御する。これによって、温度の上昇時には、発光ダイオードに供給される電流量が減少し、発光量の低下、発光色の変化、寿命劣化を防止ないしは低減する。
【００２３】
請求項３記載の防災器具は、照明器具本体と；照明器具本体に設けられた請求項１または２記載の防災用照明装置と；を具備したことを特徴とする。      
【発明の効果】
【００２４】
請求項１記載の発明によれば、常時および非常時に所要の照度を得られながら発光ダイオードの寿命劣化を低減可能な防災用照明装置を提供することができる。
【００２５】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明に加えて、間欠的点灯時の発光ダイオードの温度が上昇した場合にも供給電流量を減少して発光ダイオードの寿命劣化を低減可能な防災用照明装置を提供することができる。
【００２６】
請求項３記載の発明によれば、請求項１または２一記載の発明と同様な効果を奏する防災器具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】
【００２７】
以下、本発明による防災用照明装置の一実施形態を、図１ないし図３を参照して説明する。図１は本発明による防災用照明装置の一実施形態を示す回路図、図２は同じく発光ダイオードへの供給電流波形を示す図、図３は同じく発光ダイオードの電流と全光束との関係を示す図である。
【００２８】
常用電源１としての商用電源の出力は高周波カットフィルタ２を介して整流平置３に入力される。整流装置３の出力は平滑用のコンデンサ４にて平滑され、平滑化された直流電圧は高周波変換装置５に入力される。高周波変換装置５の詳細は図示および説明を省略するが、主要構成要素として出力トランス６および発振部７を有し、発振部７の高周波発振に基づき出力トランス６に高周波交流電圧を発生させるフライバック形のインバータを形成している。前記発振部７としては、例えばPOWER INTEGRATIONS社の電源用ＩＣ「TNY264」を使用することができる。出力トランス６の第１の出力巻線６‐２は整流平滑回路８にて平滑化直流電圧に変換され、ダイオード９、スイッチング素子としてのトランジスタ１０および限流用の抵抗１１を介して、発光ダイオード１２に供給可能になっている。発光ダイオード１２としては１個を図示しているが、複数個であってもよい。
【００２９】
また、他方の出力巻線６‐３の出力は整流平滑回路１３にて平滑化直流電圧に変換され、ダイオード１４および限流用の抵抗１５を介して、バッテリ１６に供給可能になっている。すなわち、これら出力巻線６‐３、整流平滑回路１３、ダイオード１４および限流用の抵抗１５は充電装置１７を形成している。
【００３０】
前記バッテリ１６は、非常時には常用電源１に代って前記発光ダイオード１２を点灯するものであって、スイッチング素子としてのトランジスタ１８および昇圧回路１９を介して発光ダイオード１２に給電可能とされている。なお、巻線６‐１は出力トランス６の入力巻線であり、この入力巻線６‐１と並列に周知のスナバ回路が接続されている。
【００３１】
前記発光ダイオード１２の点灯を制御する制御装置２０が、前記整流装置３および発光ダイオード１２に関連して設けられている。すなわち、前記整流装置３の出力端間には、電源監視装置２１が設けられており、常用電源１の状態を監視している。そして、常用電源１から所定値以上の電圧が出力されている場合には常時と判定し、電圧が停電または所定値より低下した場合には非常時と判定する。
【００３２】
また、電源監視装置２１からの判定信号を受けて、発光ダイオード１２の点灯状態を切換える点灯切換装置２２が、前記トランジスタ１０および１８を制御可能に設けられている。すなわち、トランジスタ１０に対しては、トランジスタ１０のオンオフを制御するトランジスタ２３が設けられており、点灯切換装置２２はこのトランジスタ２３のオンオフを制御可能になっている。また、トランジスタ１８に対しては、トランジスタ１８のオンオフを制御するトランジスタ２４が設けられ、点灯切換装置２２はこのトランジスタ２４のオンオフを制御可能になっている。本実施形態では、トランジスタ２３に対しては所定周期でオンオフを繰返す信号、トランジスタ２４に対してはオンまたはオフの択一的な信号で制御するようにしている。
【００３３】
なお、トランジスタ２３のコレクタに接続された抵抗２５は限流用、バッテリ１６の正極側に接続されたダイオード２６は点灯切換装置２２へ電力供給用である。また、上記各トランジスタ１８、２３、２４のベースには適宜限流用の抵抗が接続されている。
【００３４】
つぎに、本実施形態の作用を説明する。常用電源１の常時には、電源監視装置２１が常時との判定信号を出力しているから、点灯切換装置２２はトランジスタ２３に対して所定周期でかつ所定オンデューティのオンオフ信号、トランジスタ２４に対してオフ信号をそれぞれ供給する。これにより、トランジスタ１０も所定周期の所定オンデューティでオンオフするから、発光ダイオード１２には間欠的な電流が供給される（図２（ａ））。
【００３５】
一方、トランジスタ１８はオフされるので、バッテリ１６は充電装置１７により充電され、発光ダイオード１２に対して放電することはない。
【００３６】
なお、間欠的に点灯する場合、図３のように発光ダイオード１２への供給電流に対する全光束の増加が大きな領域Ａの電流を波高値とすることが、最も効率的に光束を得られることになり、省電力および発熱の低下を図れる。
【００３７】
常用電源１が停電する等の非常時になると、電源監視装置２１が非常時との判定信号を出力するから、点灯切換装置２２はトランジスタ２３に対してオフ信号、トランジスタ２４に対してオン信号をそれぞれ供給する。これにより、トランジスタ１０はオフする。一方トランジスタ１８はオンし、バッテリ１６の出力は昇圧回路１９にて昇圧されて発光ダイオード１２に印加される。したがって、発光ダイオード１２には連続的な電流が供給される（図２（ｂ））。
【００３８】
なお、図２において、その（ａ）、（ｂ）で示す電流のピーク値の関係は、（ａ）＜（ｂ）であるが、（ａ）＞（ｂ）としてもよい。
【００３９】
本発明の他の実施形態を図４および図５を参照して説明する。図４は本発明による防災用照明装置の他の実施形態を示す回路図、図５は発光ダイオードへの供給電流波形を示す図である。なお、図４において、図１と同じまたは対応する部分には同じ符号を付して説明を省略する。
【００４０】
本実施形態は、発光ダイオード１２を常時には連続的に点灯し、非常時には間欠的に点灯するものである。したがって、本実施形態の制御装置４０は、常用点灯回路のトランジスタ１０、２３を省略する一方、点灯切換装置４１が昇圧回路１９の作動を制御可能にしている。また、昇圧回路１９の出力側にオンオフ用のスイッチング素子としてのトランジスタ４２、このトランジスタ４２のオンオフを制御するトランジスタ４３を設け、このトランジスタ４３のオンオフを点灯切換装置４１が制御するようにしている。
【００４１】
また、発光ダイオード１２の近傍（例えば、発光ダイオード１２の放熱板）には感温センサ４４が設けられており、この感温センサ４４の検知出力は点灯切換装置４１に入力されるようになっている。そして、点灯切換装置４１は、感温センサ４４が予め設定された所定値以上の温度を検知したときには、前記トランジスタ４２のオンオフを制御するトランジスタ４３のオンデューティを制御する。なお、オンデューティの制御は感温センサが検知する温度に応じて連続的に制御しても、本実施形態のように段階的に制御してもよい。
【００４２】
つぎに、本実施形態の作用を説明する。常用電源１の常時には、電源監視装置２１が常時との判定信号を出力しているから、点灯切換装置４１は昇圧回路１９およびトランジスタ４３をオフする。したがって、発光ダイオード１２には整流平滑化回路８の出力により連続的な電流が供給される（図５（ａ））。この間、バッテリ１６は充電装置１７により充電される。
【００４３】
非常時になると、電源監視装置２１が非常時との判定信号を出力するから、点灯切換装置４１は昇圧回路１９を作動させるとともに、トランジスタ４３に対して所定周期のオンオフ繰返し信号を供給する。これにより、トランジスタ４２もオンオフを繰返すので、発光ダイオード１２には間欠的な電流が供給される（図５（ｂ）左側）。
【００４４】
さらに、間欠点灯時において、感温センサ４４の検知出力が所定温度を超えると、点灯切換装置４１はトランジスタ４３に対するオンオフ繰返し信号のオンデューティを小さくする（図５（ｂ）右側）。したがって、発光ダイオードに１２に供給される電流量が低減され、発光ダイオード１２の異常温度上昇、寿命劣化の問題が解消ないしは低減する。
【００４５】
なお、感温センサ４４等を用いたオンデューティ制御の技術を図１の実施形態に用いてもよい。また、図５に示す電流のピーク値の関係は、（ａ）＜（ｂ）であるが、（ａ）＞（ｂ）としてもよい。
【００４６】
つぎに、本発明による防災器具の一実施形態を図６を参照して説明する。図６は本発明による防災器具の一実施形態を示す斜視図である。図６の場合、天井直付形の非常用照明器具を示している。６０は照明器具本体、６１は照明器具本体６０に形成された照射開口、６２は点検用のスイッチを操作する引紐である。照明器具本体６０には防災用照明装置が内蔵されているとともに、発光ダイオード(図示しない。)は前記照射開口６１から光を照射可能に設けられている。
【００４７】
このような構成の防災器具は、常時および非常時において被照射面を所要の照度で照明することが可能になり、バッテリを大容量化することを防いで小形、軽量化も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明による防災照明装置の一実施形態を示す回路図
【図２】同じく発光ダイオードへの供給電流波形を示す図
【図３】発光ダイオードの電流と全光束との関係を示す図
【図４】本発明による防災照明装置の他の実施形態を示す回路図
【図５】同じく発光ダイオードへの供給電流波形を示す図
【図６】本発明による防災器具の一実施形態を示す斜視図
【符号の説明】
【００４９】
１…常用電源、１２…発光ダイオード、１６…バッテリ、１７…充電装置、２０、４０…制御装置、６０…照明器具本体。
【図１】
2007220520.tif 000003
【図２】
2007220520.tif 000004
【図３】
2007220520.tif 000005
【図４】
2007220520.tif 000006
【図５】
2007220520.tif 000007
【図６】
2007220520.tif 000008