(57)【要約】【課題】所定の光出力を得られながら発光ダイオードへの供給電流を低減して温度上昇を抑え、もって厳しい周囲温度下であっても規定される点灯時間、光出力を満たすことが可能な非常用照明装置および非常用照明器具を提供することを目的とする。【解決手段】非常時にはバッテリ１６から給電され、かつ、制御装置２６に制御されて複数個の発光ダイオード１８、１９が順繰りに点灯する。したがって、１個の発光ダイオードからみれば、温度上昇する以前例えば飽和温度に達する以前に消灯し、かつ、次の点灯タイミングまでに放熱することになる。このため、発光ダイオードは所定の光を出力しながら温度上昇は抑制される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリと；
常時に常用電源からの出力によりバッテリを充電する充電装置と；
常用電源の非常時にバッテリの出力によって点灯される複数個の発光ダイオードと；
常用電源の状態を監視し、少なくとも非常時には複数個の発光ダイオードを順次切換えて点灯する制御装置と；
を具備したことを特徴とする非常用照明装置。
【請求項２】
バッテリと；
常時に常用電源からの出力によりバッテリを充電する充電装置と；
常時に常用電源の出力によって点灯される常用発光ダイオードと；
非常時にバッテリの出力によって点灯される複数個の非常用発光ダイオードと；
常用電源の状態に応じて常用発光ダイオードおよび非常用発光ダイオードの点灯制御を行うとともに、非常時には、前記複数個の非常用発光ダイオードの１個あたりの供給電力量を常用発光ダイオード１個あたりの供給電力量より少なく、かつ、合計の供給電力量を常用発光ダイオードへの合計供給電力量より多くする制御装置と；
を具備したことを特徴とする非常用照明装置。
【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記載の非常用照明装置と；
を具備したことを特徴とする非常用照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非常時の光源として発光ダイオードを採用した非常用照明装置およびこの非常用照明装置を用いた非常用照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、光源として発光ダイオードを採用し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のものは発光ダイオードの温度上昇の問題については触れていないが、発光ダイオードは、温度上昇すると、寿命が劣化したり、光出力や発光色が変動したりすることが知られている。そのために、従来から各種の放熱手段が提案されている。
【０００５】
しかし、非常用照明器具は、周囲温度が１４０℃という厳しい環境でも作動することが規定されている。また、同時に、少なくとも停電時には例えば床面照度１ｌｘ以上で、かつ、３０分間以上というように、最小照度、点灯時間が規定されている。
【０００６】
したがって、非常用照明装置の光源として発光ダイオードを採用した場合には、少なくとも非常時における発光ダイオードの温度上昇を抑制し、規定される周囲温度の環境下でも所定の光出力を得られるような格別の手段を講じる必要がある。
【０００７】
本発明は、所定の光出力を得られながら発光ダイオードへの供給電流を低減して温度上昇を抑え、もって厳しい周囲温度下であっても規定される点灯時間、光出力を満たすことが可能な非常用照明装置および非常用照明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】
【０００８】
請求項１記載の非常用照明装置は、バッテリと；常時に常用電源からの出力によりバッテリを充電する充電装置と；常用電源の非常時にバッテリの出力によって点灯される複数個の発光ダイオードと；常用電源の状態を監視し、少なくとも非常時には複数個の発光ダイオードを順次切換えて点灯する制御装置と；を具備したことを特徴とする。
【０００９】
なお、請求項１記載の発明において、少なくとも非常時に複数個の発光ダイオードを順次切換えて点灯するとは、常時における発光ダイオードの点灯制御内容を特に限定しないことを意味している。すなわち、常時用の光源を有していてもいなくてもよく、さらに、有している場合でも点灯制御内容を限定されないし、非常時の発光ダイオードを兼用しているような場合も許容する。
【００１０】
また、順次切換える間隔については、複数個の内の１個の発光ダイオードの温度上昇が飽和しない内に次の発行ダイオードが点灯するように選定されるべきである。それによって、各発光ダイオードの温度上昇を抑制できる。なお、点灯の切換えは使用者に点滅感を与えないよう瞬時に行われるのが好ましい。発光ダイオードは供給電流に対する光出力の追随性に優れているため、瞬間的な切換えにより点滅感を与えないようにすることは可能であるが、要すれば、わずかな点灯重複期間の後一方の発光ダイオードを消灯するようにしてもよい。
【００１１】
また、複数個の発光ダイオードが３個以上の場合には、順次１個の発光ダイオードが点灯するように切換えてもよいし、２個以上の発光ダイオードが順次点灯するように切換えるようにしてもよい。
【００１２】
さらに、請求項１記載の発明および以下の発明において、複数個の発光ダイオードを熱伝導性の基板に取付け、この基板を介して放熱するように構成することができる。また、発光ダイオードを実装した基板を放熱体に熱結合して放熱する構成とすることもできる。いずれの場合も、複数個の発光ダイオードを放熱体に対して分散配置することになるから、放熱がスムーズに行われる。
【００１３】
請求項１記載の発明は、非常時にはバッテリから給電され、かつ、制御装置に制御されて複数個の発光ダイオードが順繰りに点灯する。したがって、１個の発光ダイオードからみれば、温度上昇する以前例えば飽和温度に達する以前に消灯し、かつ、次の点灯タイミングまでに放熱することになる。このため、発光ダイオードは所定の光を出力しながら温度上昇は抑制される。
【００１４】
請求項２記載の防災照明装置は、バッテリと；常時に常用電源からの出力によりバッテリを充電する充電装置と；常時に常用電源の出力によって点灯される常用発光ダイオードと；非常時にバッテリの出力によって点灯される複数個の非常用発光ダイオードと；常用電源の状態に応じて常用発光ダイオードおよび非常用発光ダイオードの点灯制御を行うとともに、非常時には、前記複数個の非常用発光ダイオードの１個あたりの供給電力量を常用発光ダイオード１個あたりの供給電力量より少なく、かつ、合計の供給電力量を常用発光ダイオード１個への供給電力量より多くする制御装置と；を具備したことを特徴とする。
【００１５】
請求項２記載の発明においても、常用発光ダイオードは非常用発光ダイオードを兼用してもよく、また、その個数は限定されない。複数個の場合、１個あたりの供給電力量を比較対象として、非常用発光ダイオードの１個あたりの供給電力量および合計の供給電力量を決定する。すなわち、個別の電力量を少なくして発熱量を抑え、合計の電力量を多くして所定の光出力を得ることができる。
【００１６】
非常用発光ダイオードの１個あたりの供給電力量を常用発光ダイオード１個あたりの供給電力量より少なくする程度は、例えば７〜８割以下または５割以下に設定することができる。また、合計の供給電力量は必要とされる所定の光出力を考慮して設定できる。
【００１７】
請求項２記載の発明は、非常時には複数個の非常用発光ダイオードのそれぞれを相対的に少ない電力で点灯する。このため、非常用発光ダイオード１個あたりの発熱量は少なく、通常の放熱手段であっても十分放熱が可能である。また、合計の供給電力量は常用発光ダイオード１個より大きいから常時より大きな照度を得ることが可能になる。
【００１８】
請求項３記載の非常用照明器具は、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記載の非常用照明装置と；を具備したことを特徴とする。      
【発明の効果】
【００１９】
請求項１記載の発明によれば、非常時に複数個の発光ダイオードを順次切換えて点灯することにより、非常時に所定の光出力を得られながら発光ダイオードの発熱を少なくして温度上昇を抑制した非常用照明装置を提供することができる。
【００２０】
請求項２記載の発明によれば、非常時用発光ダイオード１個あたりの供給電力量を相対的に少なく、合計の供給電力量を多くすることにより、非常時に所定の光出力を得られながら発光ダイオードの発熱を少なくして温度上昇を抑制した非常用照明装置を提供することができる。
【００２１】
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非常用照明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】
【００２２】
以下、本発明による非常用照明装置の一実施形態を、図１および図２を参照して説明する。図１は本発明による非常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である。
【００２３】
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、常用光源としての発光ダイオード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。
【００２４】
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。
【００２５】
前記バッテリ１６は、非常時には常用電源１に代って照明用電源となるもので、非常用光源としての発光ダイオード１８、１９を点灯可能にしている。発光ダイオード１８には点灯制御用のトランジスタ２０が直列的に設けられ、発光ダイオード１９には点灯制御用のトランジスタ２１が直列的に設けられている。また、抵抗２２、２３は限流用の抵抗である。これら発光ダイオード１８、トランジスタ２０および限流用抵抗２２の直列回路と、発光ダイオード１９、トランジスタ２１および限流用抵抗２３の直列回路とは互いに並列であり、かつ、前記トランジスタ１０、限流用の抵抗１１および常用光源としての発光ダイオード１２の直列回路に対しても並列接続されている。
【００２６】
前記バッテリ１６と各発光ダイオード１８、１９との間には、昇圧及び点灯制御回路２４およびダイオード２５が設けられている。前記昇圧及び点灯制御回路２４は、例えばバッテリ１６の出力電圧を適当な値に昇圧したり、定電流化したりするものである。また、前記ダイオード２５は逆流防止用である。なお、巻線６‐１は出力トランス７の入力巻線である。
【００２７】
前記発光ダイオード１２、１８および１９の点灯を制御する制御装置２６が、前記整流装置３および発光ダイオード１２、１８および１９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２７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。
【００２８】
また、電源監視装置２７からの判定信号を受けて、発光ダイオード１２、１８および１９の点灯状態を切換える点灯切換装置２８が、前記トランジスタ１０、２０、２１および昇圧及び点灯制御回路２４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２９が設けられており、点灯切換装置２８はこのトランジスタ２９のオンオフを制御可能になっている。また、トランジスタ２０、２１に対しては、トランジスタ２０、２１のオンオフを制御するトランジスタ３０、３１が設けられ、点灯切換装置２８はこれらトランジスタ３０、３１のオンオフを制御可能になっている。本実施形態では、常時にのみトランジスタ２９に対して連続的なオン信号を供給し、トランジスタ３０、３１に対しては非常時にのみ交互にオンオフ信号を供給するようにしている。また、点灯切換装置２８は、常時には昇圧及び点灯制御回路２４を不動作、非常時には動作するように制御している。
【００２９】
なお、各トランジスタのベースに直列接続された抵抗は限流用、バッテリ１６の正極側に接続されたダイオード３２は点灯切換装置２８へ電力供給用である。
【００３０】
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２７が常時との判定信号を出力しているから、点灯切換装置２８はトランジスタ２９に対してオン信号、トランジスタ３０、３１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のみがオンするから、発光ダイオード１２には予め設定された所定の電流が供給される（図２（ａ）のイ）。一方、点灯切換装置２８は不作動に制御され、バッテリ１６は充電装置１７により充電される。
【００３１】
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２７が非常時との判定信号を出力するから、点灯切換装置２８はトランジスタ２９に対してオフ信号を供給して、トランジスタ１０をオフ、発光ダイオード１２を消灯させる。
【００３２】
また、点灯切換装置２８は昇圧及び点灯制御回路２４を作動させるとともに、トランジスタ３０、３１に対して交互にオンオフ信号を供給する。したがって、トランジスタ２０、２１も交互に点灯して、発光ダイオード１８、１９はそれぞれ図２（ｂ）のロ、同（ｃ）のハの電流を供給される。これにより、非常時に点灯する発光ダイオードの１８、１９は交互に点灯することになり、連続点灯する場合に比して、温度上昇が大幅に低減される。なお、前記電流（図２（ａ）のイ、同（ｂ）のロ、同（ｃ）のハ）のピーク値はそれぞれ同等、または、ロ、ハ＞イとすることが非常時に所定の光出力を得やすい。
【００３３】
本発明の他の実施形態を図３ないし図５を参照して説明する。図３は本発明による非常用照明装置の他の実施形態を示す回路図、図４は発光ダイオードへの供給電流波形を示す図、図５は発光ダイオードの基板への実装例を示す正面図である。なお、図３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。
【００３４】
本実施形態は、常用発光ダイオードを非常用発光ダイオードとして兼用するとともに、非常用発光ダイオードを計４個としたものである。すなわち、発光ダイオード１８、トランジスタ２０および限流用抵抗２２の直列回路に対して、さらに、発光ダイオード３２、トランジスタ３３および限流用抵抗３４の直列回路を並列に接続している。また、トランジスタ３３に対しても、他のトランジスタ３０、３１同様に制御用のトランジスタ３５を設け、このトランジスタ３５を点灯切換装置２８によって制御するようにしている。
【００３５】
そして、本実施形態が図１と大きく異なる点は、非常時において４個の非常用発光ダイオード１２、１８、１９および３２を順次切換えて点灯するのではなく、それぞれ所定の電流値で連続点灯することである。前記所定の電流値とは、前記発光ダイオード１２の常時における点灯電流より小さく、かつ、４個の非常用発光ダイオード１２、１８、１９および３２の合計の電力が発光ダイオード１２の常時における点灯電力より大きくなる値である。
【００３６】
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２７が常時との判定信号を出力しているから、点灯切換装置２８はトランジスタ２９のみをオンする。したがって、トランジスタ１０がオンし、発光ダイオード１２には図４（ａ）の電流ニを供給されて点灯する。この間、バッテリ１６は充電装置１７により充電される。
【００３７】
非常時になると、電源監視装置２７が非常時との判定信号を出力するから、点灯切換装置２８は昇圧及び点灯制御回路２４を作動させるとともに、トランジスタ２９、３０、３１および３５に対してオン信号を供給する。これにより、トランジスタ１０、２０、２１および３３もオンし、各発光ダイオード１２、１８、１９および３２にはそれぞれ図４（ａ）〜（ｄ）のホ〜チの電流を供給されて点灯する。本実施形態では、限流抵抗１１、２２、２３および３４の値を同じにして、電流ホ〜チの値を同じにしている。しかし、必要に応じて異ならせてもよい。
【００３８】
上記のような発光ダイオード１２、１８、１９および３２は、例えば図５に示すように実装することができる。図５において、５０はアルミニウム等の金属基板に絶縁層を介して電気回路を印刷された基板であって、この基板５０に４個の発光ダイオード５１〜５４を実装している。４個の発光ダイオード５１〜５４は、中央底部にそれぞれ発光素子５１ａ〜５４ａを配置し、これら発光素子５１ａ〜５４ａをレンズ等（図示しない。）で覆ったものである。
【００３９】
以上のような実施形態においては、非常時の電流値が小さいから、各発光ダイオード発光素子５１〜５４の発熱自体が小さいものになる。さらに、各発光ダイオード５１〜５４を基板５０上に分散配置したことにより、各発光素子５１ａ〜５４ａから発生した熱は自己が実装された位置およびその近傍の基板５０から放熱され、温度上昇を抑制する。
【００４０】
つぎに、本発明による非常用照明器具の一実施形態を図６を参照して説明する。図６は本発明による非常用照明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には非常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。
【００４１】
このような構成の非常用照明器具は、発光ダイオードの温度上昇を抑えて、周囲温度が高い環境下においても作動することが可能となり、また、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る。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明による非常用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】本発明による非常用照明装置の他の実施形態を示す回路図
【図４】同じく発光ダイオードへの供給電流波形を示す図
【図５】発光ダイオードの基板への実装例を示す正面図
【図６】本発明による非常用照明器具の一実施形態を示す斜視図
【符号の説明】
【００４３】
１…常用電源、１２、１８、１９、３２、５１〜５４…発光ダイオード、１６…バッテリ、１７…充電装置、２６…制御装置、６０…照明器具本体。
【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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