(57)【要約】【課題】二次電池から見た負荷の状態が変動する回路を備えた非常用誘導装置において、二次電池の状態を適正に判断可能とする。【解決手段】二次電池１６と、常用電源１から二次電池１６を充電する充電回路部１２と、二次電池１６の電圧Ｖ１６を検出する検出部８と、非常時には二次電池１６を電源として動作する負荷と、二次電池１６を点検するための点検信号を受けて、負荷に電力供給した際に前記検出部８により二次電池１６の異常の有無を判断する判断部１０とを備え、非常時の上記負荷の動作状態においては二次電池１６から見た出力電流が周期的に瞬時変動する非常用誘導装置において、前記判断部１０は二次電池１６の電圧Ｖ１６が安定する安定期で二次電池１６の状態を判断する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池と、常用電源から二次電池を充電する充電回路部と、二次電池の電圧を検出する検出部と、非常時には二次電池を電源として動作する負荷と、二次電池を点検するための点検信号を受けて、負荷に電力供給した際に前記検出部により二次電池の異常の有無を判断する判断部とを備え、非常時の上記負荷の動作状態においては二次電池から見た出力電流が周期的に瞬時変動する非常用誘導装置において、前記判断部は二次電池の電圧が安定する安定期で二次電池の状態を判断することを特徴とする非常用誘導装置。
【請求項２】
請求項１において、負荷はキセノンランプとキセノンランプを駆動する点灯回路であって、安定期とはキセノンランプが放電していない区間であることを特徴とする非常用誘導装置。
【請求項３】
請求項１において、負荷はスピーカとスピーカに音声信号を供給することにより音声を発声させる音声出力回路であって、安定期とは無音部であることを特徴とする非常用誘導装置。
【請求項４】
請求項１において、負荷の周期的変動による二次電池の電圧変動を平均化した値を安定期の値としたことを特徴とする非常用誘導装置。
【請求項５】
請求項１において、負荷はスピーカとスピーカに音声信号を供給することにより音声を発声させる音声出力回路であって、音声出力回路は点検時には非常時に比べて出力音圧の変動を少なくしたことを特徴とする非常用誘導装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、判断部による点検結果を音声により発声させる出力手段を設けたことを特徴とする非常用誘導装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は誘導灯や誘導音装置のような非常用誘導装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
誘導灯や非常灯のような非常用照明装置は、常用の電源が停電した時或いは火災など重大な災害が発生した時に、二次電池などの非常用の電源で光源を点灯もしくは点滅させるものであり、二次電池による動作が正常に行われるか否かの点検を定期的に行うように消防庁告示及び建築基準法などで義務づけられている。規定では、誘導灯の場合には２０分間又は６０分間、非常灯の場合には３０分間、それぞれ光源を有効に点灯させなければならないことになっている。点検者はこのような長時間点灯を継続させるために、例えば点検スイッチの引き輪に重りをぶら下げて、点灯維持可能かどうかを１つ１つ見て回って点検する必要があり、点検者にとっては非常に手間のかかる作業であった。
【０００３】
そこで、特開２００４−１１９１５１号公報（特許文献１）においては、点検手段により所定の点検時間以上強制的にランプを点灯させて、二次電池の点検を行う技術が開示されている。図９に従来例の構成を示す。図９に示すように非常用電源となる二次電池２と、白熱ランプや放電ランプなどのランプ６と、常用電源（商用電源）１から供給される交流を降圧し、安定化して所望の直流を得て、二次電池２を充電する充電回路部３と、二次電池２からの電力供給でランプ６を点灯させる点灯回路部５と、二次電池２から点灯回路部５への給電路を開閉するスイッチ素子４と、スイッチ素子４をオン、オフし且つ点灯回路部５を動作させる信号を生成するとともに二次電池２の異常を検出する制御部７とを備え、常時は商用電源１から電力供給を受けて二次電池２を充電し、停電時には二次電池２からの電力供給でランプ６を点灯させるものである。
【０００４】
制御部７はタイマ機能を内蔵したマイクロコンピュータを主構成要素とし、二次電池２の電圧（以下「電池電圧」と称する）を検出する電圧検出部８と、電圧検出部８の検出結果から二次電池２の異常を判断する判断部１０とを具備している。また、制御部７は通信部１１を有しており、外部から点検信号を受信すると、充電回路部３による二次電池２への充電を停止させるとともに点灯回路部５により所定の点検時間以上強制的にランプ６を点灯させて二次電池２の点検を行う点検機能を有している。
【０００５】
外部より点検信号を受信すると、制御部７はランプ６を点灯させることにより二次電池２を放電させる。この時二次電池２が満充電状態であるかを判断し、満充電でない場合には点検を中断する。満充電である場合には継続して二次電池２の容量を放電していく。この時、電圧検出部８による電池電圧が所定時間内は放電基準電圧以上を維持することで二次電池２の容量に異常がないと判定している。
【０００６】
図１０に二次電池２の放電時における電池電圧と放電時間の関係を示す。実線Ａでは規定時間内では電池電圧は放電基準電圧以上であるため二次電池は正常と判断する。また、同図における破線Ｂでは電池電圧は規定時間内に放電基準電圧以下になっているため二次電池は寿命であると判断している。このように放電時における二次電池２の電池電圧を監視し、異常判定のための基準値と比較することによって二次電池２の良否を点検することができる。
【特許文献１】特開２００４−１１９１５１号公報
【特許文献２】特開平１０−２４１４５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、誘導灯器具の中には一般の誘導灯よりも更に誘導効果を高めた点滅形誘導灯なるものがある。この点滅形誘導灯は常用電源が遮断されただけでは動作せず、非常時に外部の信号装置からの動作信号を受けて光源を点滅動作させることで誘導効果を得られるようにした器具である。
【０００８】
この点滅形誘導灯の光源には、例えば特開平１０−２４１４５７号公報（特許文献２）に開示されるように、キセノンフラッシュランプが使用されることが多い。この点滅形誘導灯の点灯回路例を図１１に示す。この点灯回路において、キセノンフラッシュランプ１５が点滅した際の各部の波形を図１２に示す。図中、Ｖ１７はコンデンサ１７の両端電圧、Ｖ１６は二次電池１６の両端電圧、Ｉ１５はランプ１５に流れる電流である。キセノンフラッシュランプ１５が放電（点灯）すると、コンデンサ１７の電荷が放出され、電圧が低下する。コンデンサ１７の電圧とキセノンフラッシュランプ１５の電圧は同じである。電荷が放出されると二次電池１６を電源としてコンデンサ１７を再度充電するためにコンデンサ１７に電流が流れる。そのとき二次電池１６の電圧は変動し、コンデンサ１７が充電されたのち二次電池１６の電圧は安定する。そのためタイミングによって電池電圧が変動するため二次電池１６の容量に異常が無いか否かを電池電圧で判定することが難しい。
【０００９】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、二次電池から見た負荷の状態が変動する回路を備えた非常用誘導装置において、二次電池の状態を適正に判断可能とすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、上記の課題を解決するために、図１に示すように、二次電池１６と、常用電源１から二次電池１６を充電する充電回路部１２と、二次電池１６の電圧Ｖ１６を検出する検出部８と、非常時には二次電池１６を電源として動作する負荷と、二次電池１６を点検するための点検信号を受けて、負荷に電力供給した際に前記検出部８により二次電池１６の異常の有無を判断する判断部１０とを備え、非常時の上記負荷の動作状態においては二次電池１６から見た出力電流が周期的に瞬時変動する非常用誘導装置において、前記判断部１０は二次電池１６の電圧Ｖ１６が安定する安定期で二次電池１６の状態を判断することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、非常時の負荷の動作状態において二次電池から見た出力電流が周期的に瞬時変動しても、二次電池の電圧が安定する安定期で二次電池の状態を判断するので、二次電池の状態を適正に判断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１の構成を図１に示す。本実施の形態は、図９の従来例において、スイッチ素子４、点灯回路部５、ランプ６に替えて、図１１のキセノンランプ１５とその点灯回路を接続した構成を有している。図９と同じ構成については説明を省略し、キセノンランプ１５とその点灯回路について説明する。
【００１３】
ランプ１５の点灯時には、二次電池１６の電圧を昇圧回路１３によりランプ１５の放電電圧以上に昇圧する。この時、コンデンサ１９には昇圧回路１２によって昇圧された電圧を電源として抵抗１８→コンデンサ１９→トランス２０の一次側巻線Ｌ１のように電流が流れ、コンデンサ１９には電荷が蓄積される。
【００１４】
ここで、制御回路部９によりサイリスタ２１のゲート・カソード間に電圧を印加するとサイリスタ２１はオン動作を行う。その際、コンデンサ１９に蓄えられたエネルギーはトランス２０の一次側巻線Ｌ１を通じて急峻に放出される。この時、トランス２０の一次側巻線Ｌ１にはパルス状の電圧が発生するため、トランス２０の二次側巻線Ｌ２に巻数比に応じたパルス電圧が発生する。このパルス電圧がキセノンフラッシュランプ１５のトリガ電極に印加されることによりランプ１５が点灯する。この時、ランプ１５の放電エネルギーは二次電池１６の電圧を昇圧回路１３を経てコンデンサ１７に充電されている電荷であり、ランプ１５の発光により電荷が放出されてコンデンサ１７の電圧が最小発光電圧を下回るとランプ１５の放電が停止する。
【００１５】
その後、ランプ１５が消灯している間にコンデンサ１７に電荷を充電しつつ、所定時間後に上記と同様にサイリスタ２１のゲート・カソード間に電圧を印加させてランプ１５を点灯させる動作を繰り返すことでランプ１５を点滅させて照明の誘導効果を高めている。なお、充電回路部１２は二次電池１６を充電するための要素である。
【００１６】
本実施の形態では、点検時に電池電圧Ｖ１６を測定することによって二次電池１６の容量を求めている。また、その検出タイミングとしてはキセノンフラッシュランプ１５が放電していない時に二次電池１６の電池電圧Ｖ１６を電圧検出部８によって検出する。このタイミングについてはマイクロコンピュータ等を用いて制御部７を構成することにより、ランプ１５が放電してからある所定の時間Ｔ毎に電池電圧値を検出し、基準電圧と比較することによって規定時間内に電池電圧が基準電圧を下回らなければ二次電池１６は正常と判断する。
【００１７】
各部の波形のタイムチャートを図２に示す。所定の時間Ｔの設定として、ランプ１５が放電を開始した後、コンデンサ１７が充電され、その両端電圧Ｖ１７が安定になるのに必要な時間Ｔ１以上で且つ次にランプ１５が点灯するタイミング（Ｖ２２がＨになるタイミング）Ｔ２以下とする。すなわちＴ１≦Ｔ≦Ｔ２で規定された所定時間Ｔのタイミングで二次電池１６の電圧Ｖ１６を測定し、これを基準電圧と比較することによって、二次電池１６の状態を判別する。これによって二次電池１６の電圧が不安定な領域で電池の状態を判断することがないため、精度のよい判別が可能となる。
【００１８】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２を図３に示す。図３の装置は非常時に音声を発声して避難口に誘導する非常用誘導装置である。商用電源１が通電時には二次電池１６を充電回路部１２を介して充電し、非常時には充電された二次電池１６を利用して、制御部７により音声出力部１８を動作させ、スピーカ１９に音声信号電圧を印加することによって予め設定された音声内容を出力する。
【００１９】
ここで、制御部７はタイマ機能を内蔵したマイクロコンピュータを主構成要素とし、二次電池１６の電圧（以下「電池電圧」と称する）を検出する電圧検出部８と、電圧検出部８の検出結果から二次電池２の異常の有無を判断する判断部１０とを具備している。
【００２０】
また、制御部７は通信部１１を有しており、外部から点検信号を受信すると、充電回路部１２による二次電池１６への充電を停止させる。更に所定の点検時間以上強制的にスピーカ１９から音声を発声させて二次電池１６の点検を行う点検機能と、二次電池１６が満充電状態であるか常時監視する監視機能とを有している。
【００２１】
ここで、二次電池１６の電圧は音声を発声しているときにはスピーカ１９に電流Ｉ１９が流れるため、図４にように電圧Ｖ１６が変動する。そこで、二次電池１６の状態を判断するため、二次電池１６の電圧Ｖ１６を読み込むタイミングとしては、音声が発生していない状態で、二次電池１６の電圧Ｖ１６が安定している時、すなわち、図４のＴ１≦Ｔ≦Ｔ２なる所定時間Ｔのタイミングに読み込み、基準電圧と比較することで二次電池１６の状態を精度よく判断することが可能である。
【００２２】
また、音声の発声時間、休止時間はＪＩＬによって規定されている。図５に音声の発声時間の概念図を示す。図５の１サイクルは警報音と音声からなり、このサイクルを繰り返す。図５で１サイクル中のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの区間は音声を発声していない区間であり、このタイミングに合わせて二次電池１６の電池電圧を読み込むことで安定した電池電圧を読み込むことができる。
【００２３】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３の構成を図６に示す。図６の回路では、二次電池１６の電圧検出のための構成として、抵抗３０、３１及びコンデンサ３２よりなる平均化回路を付加している。その他の構成は図１と同じである。
【００２４】
各部の波形のタイムチャートを図７に示す。二次電池１６の状態を検出するために、コンデンサ３２の両端電圧Ｖ３２を読み込む。この構成によれば、ランプ１５が放電し、二次電池１６の電圧が変動している状態においても、検出電圧Ｖ３２はコンデンサ３２により平滑され、安定な電圧となるように抵抗３０、３１及びコンデンサ３２の定数を設定しておく。この検出電圧Ｖ３２と基準電圧を比較することによって二次電池１６の状態を判別する。この構成によって、比較的容易に精度の良い電池の判定ができる。
【００２５】
なお、図１の構成においても二次電池１６の電圧をランプ１５の放電の１サイクルの間に複数回読み込み、制御部７のマイクロコンピュータで平均値を計算する方法でも電池電圧を平均化した値を検出することが可能である。
【００２６】
本実施の形態では、図１または図６のようなランプ１５を点滅させる誘導灯装置について説明したが、図３のような音声を発声させる誘導音装置であっても電池電圧を平均化して検出することで、電池の状態を精度良く判別することができる。
【００２７】
（実施の形態４）
本実施の形態は二次電池の状態を点検する際は一定の音圧の音声を発声させるものである。そのため、予め非常時とは異なる点検用の音声を設定しておく。図８に点検時の二次電池１６の電圧Ｖ１６とスピーカ１９に流れる電流Ｉ１９を示す。これにより、点検時には二次電池１６の電圧Ｖ１６は安定するため、電池電圧の読み込むタイミングはどこでもよく、その値を基準電圧と比較することによって精度よく電池の状態を判別することが可能となる。また、非常時に発声する音声とは異なるため、非常時と間違う恐れもない。
【００２８】
（実施の形態５）
実施の形態５は二次電池の点検結果を音声を用いてお知らせする機能を付加したことを特徴とする。回路構成は図３と同じで良い。予め、音声合成ＬＳＩ等に点検結果の状況に応じた音声内容を記憶させておくことで、点検が終了した段階で結果を発声させる。これにより、従来、器具に具備していたＬＥＤ等の表示を用いることなく、点検結果がわかる。もちろん、ＬＥＤ等の表示と音声によるお知らせ機能を併用しても良い。
【００２９】
以上の各実施の形態において、複数の非常用照明装置を通信手段を介して監視制御装置と接続し、監視制御装置で設定された定期点検・週間点検のための自動点検スケジュールに従って、監視制御装置からの遠隔制御により各非常用照明装置の点検動作を自動的に実施するように構成しても良く、メンテナンス性を向上させることで非常用照明システム全体の性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態１の構成を示すブロック回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１の動作説明図である。
【図３】本発明の実施の形態２の構成を示すブロック回路図である。
【図４】本発明の実施の形態２の動作説明図である。
【図５】本発明の実施の形態２の動作説明図である。
【図６】本発明の実施の形態３の構成を示すブロック回路図である。
【図７】本発明の実施の形態３の動作説明図である。
【図８】本発明の実施の形態４の動作説明図である。
【図９】従来例１の構成を示すブロック回路図である。
【図１０】従来例１の動作説明図である。
【図１１】従来例２の構成を示すブロック回路図である。
【図１２】従来例２の動作説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    商用電源
８    電圧検出部
１０  判断部
１２  充電回路部
１５  ランプ
１６  二次電池
１８  音声出力部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2007188345.tif 000011
【図１０】
2007188345.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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