(57)【要約】【課題】停電の繰り返しに対して充分に対処できる非常用照明装置を提供する。【解決手段】停電時に照明を行うＬＥＤ２７と、非常用メイン電源１２と、非常用サブ電源１８と、商用交流電源１の通電時、トランジスタ１０，１４をオン動作して非常用メイン電源１２を充電制御し、また、非常用メイン電源１２の充電レベルを監視し、満充電のとき、トランジスタ１７，２０をオン動作して非常用サブ電源１８を充電制御し、また、商用交流電源１の停電時、非常用メイン電源１２が満充電状態であればトランジスタ２５，２８をオン動作し、この非常用メイン電源１２を使用してＬＥＤ２７を点灯動作し、非常用メイン電源１２が満充電状態で無ければトランジスタ３１，３３をオン動作し、非常用サブ電源１８を使用してＬＥＤ２７を点灯動作するマイクロコンピュータ２２を備えている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
停電時に照明を行う非常用光源と、
非常用メイン電源と、
非常用サブ電源と、
商用電源の通電時、前記非常用メイン電源および非常用サブ電源を充電制御する充電手段と、
商用電源の停電時、前記非常用メイン電源が満充電状態であればこの非常用メイン電源の放電により前記非常用光源を点灯動作し、前記非常用メイン電源が満充電状態で無ければ前記非常用サブ電源の放電により前記非常用光源を点灯動作する非常時点灯制御手段と、
を備えたことを特徴とする非常用照明装置。
【請求項２】
停電時に照明を行う非常用光源と、
非常用メイン電源と、
非常用サブ電源と、
商用電源の通電時、前記非常用メイン電源および非常用サブ電源を充電制御する充電手段と、
商用電源の停電時、前記非常用メイン電源の放電により前記非常用光源を点灯動作し、前記非常用メイン電源の充電レベルが、充電が必要となる所定レベル以下に低下すると、前記非常用サブ電源に切替えて前記非常用光源を点灯動作する非常時点灯制御手段と、
を備えたことを特徴とする非常用照明装置。
【請求項３】
非常用サブ電源は、非常用メイン電源に比べて満充電までに要する時間が短い電源を使用し、充電手段は、商用電源の通電時には非常用メイン電源よりも非常用サブ電源を優先的に満充電させるように充電制御することを特徴とする請求項１又は２記載の非常用照明装置。
【請求項４】
非常用光源として発光ダイオードを使用し、非常用サブ電源として電気二重層コンデンサを使用したことを特徴とする請求項３記載の非常用照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非常用照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＥＤ（発光ダイオード）光源を停電時にバッテリで点灯し、非常灯として使用するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３０４９０４、段落「０１０５」等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このようにＬＥＤ光源を停電時にバッテリで点灯するものでは、商用電源の通電時にバッテリを充電しておき停電時に備えているが、比較的長い停電が繰り返されるような場合には、最初の停電で費やしたバッテリエネルギーを充分に補充しない状態で次の停電が発生するので、停電に対して充分に対応できないという問題があった。  
本発明は、停電の繰り返しに対して充分に対処できる非常用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】
【０００４】
本発明は、停電時に照明を行う非常用光源と、非常用メイン電源と、非常用サブ電源と、商用電源の通電時、非常用メイン電源および非常用サブ電源を充電制御する充電手段と、商用電源の停電時、非常用メイン電源が満充電状態であればこの非常用メイン電源の放電により非常用光源を点灯動作し、非常用メイン電源が満充電状態で無ければ非常用サブ電源の放電により非常用光源を点灯動作する非常時点灯制御手段を備えた非常用照明装置にある。  
また、本発明は、停電時に照明を行う非常用光源と、非常用メイン電源と、非常用サブ電源と、商用電源の通電時、非常用メイン電源および非常用サブ電源を充電制御する充電手段と、商用電源の停電時、非常用メイン電源の放電により非常用光源を点灯動作し、非常用メイン電源の充電レベルが、充電が必要となる所定レベル以下に低下すると、非常用サブ電源に切替えて非常用光源を点灯動作する非常時点灯制御手段を備えた非常用照明装置にある。  
非常用光源としては、ＬＥＤ（発光ダイオード）やＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子などを使用した半導体光源や放電ランプなどが使用可能である。非常用メイン電源としては、二次電池を使用する。非常用サブ電源としては、二次電池や電気二重層コンデンサを使用する。  
また、本発明は、非常用サブ電源として非常用メイン電源に比べて満充電までに要する時間が短い電源を使用し、充電手段は商用電源の通電時には非常用メイン電源よりも非常用サブ電源を優先的に満充電させるように充電制御することにある。  
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、停電の繰り返しに対して充分に対処できる非常用照明装置を提供できる。  
また、本発明によれば、停電の繰り返しに対してさらに迅速に対処できる非常用照明装置を提供できる。  
また、本発明によれば、比較的長い停電の繰り返しに対しても充分に、かつ、迅速に対処できる非常用照明装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。  
図１に示すように、商用交流電源１に、ノイズカット用のフィルタ回路２を介してダイオードブリッジからなる全波整流回路３の入力端子を接続している。そして、前記全波整流回路３の出力端子に第１の平滑コンデンサ４を接続して直流電源を構成している。
【０００７】
前記第１の平滑コンデンサ４の両端間に、出力トランス５の１次巻線５ｐを介して集積回路６を接続し、この集積回路６により出力トランス５の１次巻線５ｐに流れる電流を制御し、この出力トランス５の２次巻線５ｓに交流電圧を発生させている。前記出力トランス５の２次巻線５ｓに、第１のダイオード７を順方向に介して第２の平滑コンデンサ８を並列に接続している。
【０００８】
前記第２の平滑コンデンサ８は、正極端子を、第２のダイオード９を順方向に介してＰＮＰ型の第１のトランジスタ１０のエミッタに接続している。前記第１のトランジスタ１０は、コレクタを、抵抗１１を直列に介してＮｉ−ＭＨ蓄電池などの二次電池からなる非常用メイン電源１２の正極端子に接続し、ベースを、抵抗１３を直列に介してＮＰＮ型の第２のトランジスタ１４のコレクタに接続している。前記非常用メイン電源１２の負極端子および前記第２のトランジスタ１４のエミッタを前記第２の平滑コンデンサ８の負極端子に接続している。
【０００９】
また、前記第２の平滑コンデンサ８は、正極端子を、第２のダイオード９および第３のダイオード１５を順方向に介してＰＮＰ型の第３のトランジスタ１６のエミッタに接続している。前記第３のトランジスタ１６は、コレクタを、抵抗１７を直列に介して、例えば、電気二重層コンデンサからなる非常用サブ電源１８の正極端子に接続し、ベースを、抵抗１９を直列に介してＮＰＮ型の第４のトランジスタ２０のコレクタに接続している。なお、非常用サブ電源１８としては、Ｎｉ−ＭＨ蓄電池などの二次電池を使用してもよい。前記非常用サブ電源１８の負極端子および前記第４のトランジスタ２０のエミッタを前記第２の平滑コンデンサ８の負極端子に接続している。
【００１０】
また、前記第２の平滑コンデンサ８は、第４のダイオード２１を順方向に介してマイクロコンピュータ２２の電源端子に接続している。前記第２、第４のトランジスタ１４、２０は、ベースを前記マイクロコンピュータ２２の出力端子に接続している。前記非常用メイン電源１２は、正極端子を、第５のダイオード２３を順方向に介して前記マイクロコンピュータ２２の電源端子および電源電圧監視端子に接続するとともに、第６のダイオード２４を介してＰＮＰ型の第５のトランジスタ２５のエミッタに接続している。
【００１１】
前記第５のトランジスタ２５は、コレクタを、抵抗２６を直列に介して非常用光源であるＬＥＤ（発光ダイオード）２７のアノード端子に接続し、ベースを、ＮＰＮ型の第６のトランジスタ２８のコレクタに接続している。前記ＬＥＤ２７のカソード端子および前記第６のトランジスタ２８のエミッタを前記第２の平滑コンデンサ８の負極端子に接続している。前記第６のトランジスタ２８は、ベースを前記マイクロコンピュータ２２の出力端子に接続している。
【００１２】
前記非常用サブ電源１８は、正極端子を、第７のダイオード２９を順方向に介して前記マイクロコンピュータ２２の電源端子および電源電圧監視端子に接続するとともに、第８のダイオード３０を順方向に介してＰＮＰ型の第７のトランジスタ３１のエミッタに接続している。前記第７のトランジスタ３１は、コレクタを、抵抗３２を直列に介して前記ＬＥＤ２７のアノード端子に接続し、ベースを、ＮＰＮ型の第８のトランジスタ３３のコレクタに接続している。前記第８のトランジスタ３３のエミッタを前記第２の平滑コンデンサ８の負極端子に接続している。前記第８のトランジスタ３３は、ベースを前記マイクロコンピュータ２２の出力端子に接続している。
【００１３】
前記全波整流回路３の出力端子に、商用交流電源１が通電状態になっているか停電状態になっているかを検出する停電検出回路３４を接続し、その停電検出回路３４の出力端子にフォトカプラの発光ダイオード３５を接続している。そして、前記フォトカプラのホトトランジスタ３６を前記マイクロコンピュータ２２の入力端子に接続している。前記停電検出回路３４は商用交流電源１が通電状態にあるときには発光ダイオード３５を点灯し、停電を検出すると発光ダイオード３５を消灯するようになっている。
【００１４】
前記マイクロコンピュータ２２は、前記ホトトランジスタ３６が発光ダイオード３５からの光を受光しているときには通電状態を判定し、受光を停止すると停電状態を判定するようになっている。  
前記マイクロコンピュータ２２は、非常用メイン電源１２の充電レベルを第５のダイオード２３を介して入力し監視するとともに、非常用サブ電源１８の充電レベルを第７のダイオード２９を介して入力し監視するようになっている。
【００１５】
前記マイクロコンピュータ２２は、第１、第２のトランジスタ１０，１４とともに、商用交流電源１の通電時、前記非常用メイン電源１２を充電制御する充電手段を構成し、また、第３、第４のトランジスタ１６，２０とともに、商用交流電源１の通電時、前記非常用メイン電源１２の充電レベルを監視し、満充電のとき前記非常用サブ電源１８を充電制御する充電手段を構成している。
【００１６】
また、前記マイクロコンピュータ２２は、第５、第６、第７、第８のトランジスタ２５，２８，３１．３３とともに、商用交流電源１の停電時、非常用メイン電源１２が満充電状態であればこの非常用メイン電源１２の放電により前記ＬＥＤ２７を点灯動作し、非常用メイン電源１２が満充電状態で無ければ非常用サブ電源１８の放電により前記ＬＥＤ２７を点灯動作する非常時点灯制御手段を構成している。
【００１７】
前記マイクロコンピュータ２２は、商用交流電源１の通電状態を検出している状態では、図２の流れ図で示す充電制御を行うようになっている。すなわち、充電制御では、先ず、ステップＳ１にて、非常用サブ電源１８が満充電になっているか否かを判定し、満充電になっていなければ、ステップＳ２にて、第４のトランジスタ２０をオンし、これにより、第３のトランジスタ１６をオンして非常用サブ電源１８の充電を開始させる。
【００１８】
また、ステップＳ１にて、非常用サブ電源１８が満充電になっていることを判定すると、続いて、ステップＳ３にて、非常用メイン電源１２が満充電になっているか否かを判定し、満充電になっていなければ、ステップＳ４にて、第２のトランジスタ１４をオンし、これにより、第１のトランジスタ１０をオンして非常用メイン電源１２の充電を開始させる。そして、非常用メイン電源１２についてはたとえ満充電かそれに近い状態になっても微小な電流を常に流しておくトリクル方式で充電を継続するようになっている。なお、パルス電流を使用して充電を継続してもよい。
【００１９】
このように、充電制御では、電気二重層コンデンサからなる非常用サブ電源１８の充電を優先させている。この非常用サブ電源１８は大きな充電電流により短い時間で充電を完了することができる。これに対し、Ｎｉ−ＭＨ蓄電池などの二次電池からなる非常用メイン電源１２はトリクル充電させる必要があり、非常用サブ電源１８の充電が終了した後にトリクル方式で充電させる。
【００２０】
前記マイクロコンピュータ２２は、商用交流電源１の停電状態を検出すると、図３の流れ図で示す非常時制御を行うようになっている。すなわち、充電制御では、先ず、ステップＳ１１にて、非常用メイン電源１２が満充電になっているか否かを判定し、満充電になっていれば、ステップＳ１２にて、第６のトランジスタ２８をオン動作し、これにより、第５のトランジスタ２５をオン動作し、非常用メイン電源１２を使用してＬＥＤ２７を非常点灯させる。
【００２１】
また、ステップＳ１１にて、非常用メイン電源１２が満充電になっていないことを判定すると、続いて、ステップＳ１３にて、非常用サブ電源１８が満充電になっているか否かを判定する。そして、非常用サブ電源１８が満充電になっていれば、ステップＳ１４にて、第８のトランジスタ３３をオン動作し、これにより、第７のトランジスタ３１をオン動作し、非常用サブ電源１８を使用してＬＥＤ２７を非常点灯させる。
【００２２】
また、ステップＳ１３にて、非常用サブ電源１８が満充電になっていないことを判定すると、ステップＳ１５にて、先ず、第６、第５のトランジスタ２８、２５をオン動作し、非常用メイン電源１２を使用してＬＥＤ２７を非常点灯させる。そして、非常用メイン電源１２の充電レベルが、充電が必要となる所定レベル以下に低下すると、第６、第５のトランジスタ２８、２５をオフ動作するとともに第８、第７のトランジスタ３３、３１をオン動作し、非常用サブ電源１８を使用してＬＥＤ２７を非常点灯させる。
【００２３】
図４は、この照明装置を組み込んだ照明器具４１を天井面４２に配設した状態を示す側面図である。また、図５は、照明器具４１を下方から見た図であり、図６は図５において電池蓋４３を外した状態を示す図である。
【００２４】
前記照明器具４１は、器具本体４４の下面４４ａに環状のフランジ４５を形成するとともに側面の対向した位置の２ヶ所に帯板状の係止ばね４６，４６を取付け、この１対の係止ばね４６，４６とフランジ４５によって天井面４２に取付けている。そして、照明器具４１を天井面４２に取付けた状態では照明器具４１は電源端子台４７を介して商用交流電源１に接続される。
【００２５】
前記照明器具４１は、下面４４ａに前記電池蓋４３を取付けるとともに電池蓋４３に隣接して円形状の凹部４８を形成している。そして、この凹部４８の底部中央に前記ＬＥＤ２７を配置している。前記ＬＥＤ２７の上にレンズ４９を配設して照明効果を高めるようにしている。
【００２６】
前記電池蓋４３には開閉ボタン４３ａが設けられ、この開閉ボタン４３ａを操作することでロックを外して電池蓋４３を開放し、また、電池蓋４３を閉じたときには自動的にロックされる構成になっている。電池蓋４３を開けると、内部はバッテリ収納部になっており、このバッテリ収納部には例えば矩形平板状のバッテリユニット５０が収納されている。
【００２７】
前記バッテリユニット５０には、前記非常用メイン電源１２と非常用サブ電源１８が並べて収納されている。このように、非常用メイン電源１２と非常用サブ電源１８が１つのユニットとしてパッケージになっている。なお、前記非常用メイン電源１２および非常用サブ電源１８としては、複数のバッテリセルを組み合わせて構成したものであっても、また、１つのバッテリセルで構成したものであってもよい。  
前記非常用メイン電源１２および非常用サブ電源１８は、コネクタ５１を介して照明装置の回路部の所定の位置に電気的に接続される構成になっている。
【００２８】
このような構成においては、商用交流電源１が通電状態にあるときには、マイクロコンピュータ２２は、非常用メイン電源１２の充電レベルを第５のダイオード２３を介して監視し、また、非常用サブ電源１８の充電レベルを第７のダイオード２９を介して監視し、非常用メイン電源１２および非常用サブ電源１８が満充電になっていなければ満充電状態になるように充電する。そして、充電は非常用サブ電源１８を優先して行う。
【００２９】
この状態で、商用交流電源１が停電する非常時になると、マイクロコンピュータ２２は、非常用メイン電源１２が満充電になっていれば、先ず、非常用メイン電源１２を使用してＬＥＤ２７を点灯し非常時の照明を行う。その後、停電が回復すると、マイクロコンピュータ２２は、停電時に使用した非常用メイン電源１２を満充電まで充電する。
【００３０】
非常用メイン電源１２が満充電にならない状態で、再び商用交流電源１が停電すると、マイクロコンピュータ２２は、今度は非常用サブ電源１８を使用してＬＥＤ２７を点灯し非常時の照明を行う。その後、停電が回復すると、マイクロコンピュータ２２は、停電時に使用した非常用サブ電源１８を満充電まで充電し、この充電が終了すると非常用メイン電源１２を満充電まで充電する。
【００３１】
しかし、非常用サブ電源１８が満充電にならない状態で、再び商用交流電源１が停電すると、マイクロコンピュータ２２は、先ず、非常用メイン電源１２を使用してＬＥＤ２７を点灯し非常時の照明を行う。非常用メイン電源１２の使用中に停電が回復すれば、非常用サブ電源１８および非常用メイン電源１２への充電を開始するが、停電が長引いて非常用メイン電源１２の充電レベルが所定レベル以下に低下すると、非常用サブ電源１８に切替え、この非常用サブ電源１８を使用してＬＥＤ２７による非常時の照明を継続して行う。
【００３２】
このように、非常用メイン電源１２と非常用サブ電源１８を使用し、非常用メイン電源１２を非常用サブ電源１８でバックアップしているので、停電が繰り返し発生した場合にも充分に対処できる。しかも、非常用サブ電源１８を満充電までの充電時間が短い電気二重層コンデンサで構成しているので、停電が回復すると迅速に充電することができる。そして、非常用光源としてＬＥＤ２７を使用しているので、消費電力を小さくできる。従って、ＬＥＤ２７からなる光源、二次電池からなる非常用メイン電源１２、電気二重層コンデンサからなる非常用サブ電源１８の組み合わせによって、比較的長い停電が比較的短い周期で発生した場合においても充分に対処することができる。
【００３３】
なお、この実施の形態では、非常時において、非常用メイン電源１２が満充電でなく、非常用サブ電源１８が満充電の時には、非常用サブ電源１８を使用してＬＥＤ２７を非常点灯させるようにしたが必ずしもこれに限定するものではなく、非常用メイン電源１２が満充電か否かに関わらず、非常用メイン電源１２の充電レベルが、充電が必要となる所定レベルよりも高い状態になっていれば、非常時には常に非常用メイン電源１２を優先して使用してＬＥＤ２７を非常点灯させ、非常用メイン電源１２の充電レベルが所定レベル以下に低下すると非常用サブ電源１８に切替えてＬＥＤ２７を非常点灯させるものであってもよい。
【００３４】
また、この実施の形態では、非常用メイン電源および非常用サブ電源の両方を充電させる場合に、常に非常用サブ電源の充電を優先させるようにしたがこれに限定するものではなく、逆に、非常用メイン電源の充電を常に優先させるようにしてもよい。  
また、この実施の形態では非常用光源として、ＬＥＤを使用したものについて述べたが必ずしもこれに限定するものではなく、放電ランプやＥＬ素子光源を使用したものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る照明装置の回路構成を示す図。
【図２】同実施の形態におけるマイクロコンピュータによる充電制御を示す流れ図。
【図３】同実施の形態におけるマイクロコンピュータによる非常時制御を示す流れ図。
【図４】同実施の形態の照明装置を組み込んだ照明器具を示す側面図。
【図５】同照明器具を下方から見た図。
【図６】同照明器具を、電池蓋を外して下方から見た図。
【符号の説明】
【００３６】
８…第２の平滑コンデンサ、１０，１４，１６，２０，３１，３３…トランジスタ、９，１５，２１，２３，２４，２９．３０…ダイオード、１２…非常用メイン電源、１８…非常用サブ電源、２２…マイクロコンピュータ２７…ＬＥＤ（発光ダイオード）。
【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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