(57)【要約】【課題】  消費電力の最大値が抑えられる停電補償装置及び該停電補償装置を用いた照明装置を提供する。【解決手段】  停電判定回路１４１は、給電制御回路１３に接続する電源を、非停電時にはＡＣ−ＤＣコンバータ１１とし、停電時には二次電池１０とするように、切替回路１４０を制御する。給電制御回路１３は、切替回路１４０から光源２０への給電をオンオフ制御する。充電回路１８は、給電制御回路１３によって光源２０への給電がオフされている期間にのみＡＣ−ＤＣコンバータ１１の出力により二次電池１０を充電する。光源２０への給電と二次電池１０の充電とが同時に行われる場合に比べ、消費電力の最大値が抑えられる。【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、
外部の交流電源から入力された交流電力を直流電力に変換するＡＣ−ＤＣコンバータと、
負荷への給電をオンオフする給電制御回路と、
前記二次電池と前記ＡＣ−ＤＣコンバータとを択一的に前記給電制御回路に接続する切替回路と、
前記交流電源から前記ＡＣ−ＤＣコンバータへの給電がされていない停電状態か否かを判定し、停電状態ではないと判定している期間には前記ＡＣ−ＤＣコンバータを前記給電制御回路に接続し、停電状態であると判定している期間には前記二次電池を前記給電制御回路に接続するように前記切替回路を制御する停電判定回路と、
前記給電制御回路によって前記負荷への給電がオフされている期間にのみ前記ＡＣ−ＤＣコンバータの出力により前記二次電池を充電する充電回路とを備えることを特徴とする停電補償装置。
【請求項２】
前記二次電池はコネクタを介して前記充電回路及び前記切替回路に接続されていることを特徴とする請求項１記載の停電補償装置。
【請求項３】
磁性体を近づけられたときに前記停電判定回路の判定を強制的に停電状態とする磁気スイッチからなる点検用スイッチを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の停電補償装置。
【請求項４】
前記二次電池の着脱を検出する電池検出回路と、
前記電池検出回路において前記二次電池の装着が検出されたときからの経過時間を計時する計時部と、
前記計時部によって計時された時間に応じた表示を行う表示部とを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の停電補償装置。
【請求項５】
前記二次電池を支持する支持部と水平方向において前記二次電池を挟む挟み部とを少なくとも有する電池保持体と、
下方に開口して前記電池保持体が収納される収納凹部を有するハウジングとを備え、
前記電池保持体は、前記ハウジングに対し、前記収納凹部に収納されて下方への変位を阻止される閉位置と、前記閉位置から水平方向に変位して前記ハウジングに対して下方への変位を可能とされる中間位置と、前記中間位置から下方に変位した開位置とに変位可能に保持されていて、
前記ハウジングは、前記電池保持体が前記閉位置にある状態で前記電池保持体からの前記二次電池の脱落を阻止し且つ前記電池保持体が前記開位置にある状態では前記電池保持体からの前記二次電池の脱落を阻止しない電池阻止部と、前記電池保持体が前記閉位置にある状態で前記電池保持体の下方への変位を阻止する保持体阻止部とを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の停電補償装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の停電補償装置と、前記負荷としての光源とを備えることを特徴とする照明装置。
【請求項７】
前記給電制御回路は、前記光源の明るさを変化させることを特徴とする請求項６記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、停電補償装置及び該停電補償装置を用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、二次電池を備え、非停電時は外部の交流電源を電源として二次電池を充電するとともに光源を点灯させ、停電時は二次電池を電源として光源を点灯させる照明装置が提供されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３１７５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の照明装置において、光源への給電と二次電池の充電とが同時に行われた場合、消費電力が一時的に増加する。
【０００５】
電気料金が消費電力の最大値に応じて決定される場合、上記のような消費電力の一時的な増加が発生すると、電気料金が高くなってしまう可能性がある。
【０００６】
本発明の目的は、消費電力の最大値が抑えられる停電補償装置及び該停電補償装置を用いた照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る停電補償装置は、二次電池と、外部の交流電源から入力された交流電力を直流電力に変換するＡＣ−ＤＣコンバータと、負荷への給電をオンオフする給電制御回路と、前記二次電池と前記ＡＣ−ＤＣコンバータとを択一的に前記給電制御回路に接続する切替回路と、前記交流電源から前記ＡＣ−ＤＣコンバータへの給電がされていない停電状態か否かを判定し、停電状態ではないと判定している期間には前記ＡＣ−ＤＣコンバータを前記給電制御回路に接続し、停電状態であると判定している期間には前記二次電池を前記給電制御回路に接続するように前記切替回路を制御する停電判定回路と、前記給電制御回路によって前記負荷への給電がオフされている期間にのみ前記ＡＣ−ＤＣコンバータの出力により前記二次電池を充電する充電回路とを備えることを特徴とする。
【０００８】
上記の停電補償装置において、前記二次電池はコネクタを介して前記充電回路及び前記切替回路に接続されていることが望ましい。
【０００９】
上記の停電補償装置において、磁性体を近づけられたときに前記停電判定回路の判定を強制的に停電状態とする磁気スイッチからなる点検用スイッチを備えることが望ましい。
【００１０】
上記の停電補償装置において、前記二次電池の着脱を検出する電池検出回路と、前記電池検出回路において前記二次電池の装着が検出されたときからの経過時間を計時する計時部と、前記計時部によって計時された時間に応じた表示を行う表示部とを備えることが望ましい。
【００１１】
上記の停電補償装置において、前記二次電池を支持する支持部と水平方向において前記二次電池を挟む挟み部とを少なくとも有する電池保持体と、下方に開口して前記電池保持体が収納される収納凹部を有するハウジングとを備え、前記電池保持体は、前記ハウジングに対し、前記収納凹部に収納されて下方への変位を阻止される閉位置と、前記閉位置から水平方向に変位して前記ハウジングに対して下方への変位を可能とされる中間位置と、前記中間位置から下方に変位した開位置とに変位可能に保持されていて、前記ハウジングは、前記電池保持体が前記閉位置にある状態で前記電池保持体からの前記二次電池の脱落を阻止し且つ前記電池保持体が前記開位置にある状態では前記電池保持体からの前記二次電池の脱落を阻止しない電池阻止部と、前記電池保持体が前記閉位置にある状態で前記電池保持体の下方への変位を阻止する保持体阻止部とを有することが望ましい。
【００１２】
本発明に係る照明装置は、上記いずれかの停電補償装置と、前記負荷としての光源とを備えることを特徴とする。
【００１３】
上記の照明装置において、前記給電制御回路は、前記光源の明るさを変化させることが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、負荷への給電と二次電池の充電とが同時に行われることがないから、負荷への給電と二次電池の充電とが同時に行われる場合に比べ、消費電力の最大値が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る照明装置を示すブロック図である。
【図２】上記の照明装置の使用状態の一例を示す説明図である。
【図３】上記の照明装置において電池保持体が閉位置にある状態の要部を示す右側面図である。
【図４】上記の照明装置において電池保持体が閉位置にある状態の要部を示す正面図である。
【図５】上記の照明装置において電池保持体が開位置にある状態の要部を示す右側面図である。
【図６】上記の照明装置において電池保持体が開位置にある状態の要部を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態の停電補償装置１は、二次電池１０と、外部の交流電源３から入力された交流電力を直流電力に変換するＡＣ−ＤＣコンバータ１１とを備える。停電補償装置１は、負荷としての光源２０とともに照明装置２を構成する。光源２０としては例えば発光ダイオードのような周知の電気的光源を用いることができる。
【００１８】
二次電池１０としては例えば周知の鉛蓄電池やリチウムイオン電池を用いることができる。二次電池１０の交換を容易とするため、停電補償装置１の他の部位（後述する切替回路１４０や充電回路１８）に対する二次電池１０の接続には、周知のコネクタが用いられることが望ましい。照明装置２は、二次電池１０が取り外された状態では、停電補償機能を有さない照明装置として使用することができる。
【００１９】
ＡＣ−ＤＣコンバータ１１としては例えば周知のスイッチングコンバータを用いることができ、例えばフライバックコンバータのように入力側と出力側とが電気的に絶縁されていることが望ましい。
【００２０】
さらに、停電補償装置１は、ＡＣ−ＤＣコンバータ１１に対する過剰な電圧の入力を阻止するサージ保護回路１２を備える。サージ保護回路１２は、例えば周知のバリスタやアレスタを用いて実現することができる。
【００２１】
また、停電補償装置１は、光源２０への給電をオンオフする給電制御回路１３と、二次電池１０とＡＣ−ＤＣコンバータ１１とを択一的に給電制御回路１３に接続する切替回路１４０とを備える。
【００２２】
さらに、停電補償装置１は、周囲の明るさを検出する明るさセンサ１５を備える。明るさセンサ１５は、例えば入射した光束に比例する電圧を出力する。このような明るさセンサ１５は例えばフォトダイオードを用いて実現することができる。給電制御回路１３は、明るさセンサ１５によって検出された明るさが所定の閾値以上である期間には光源２０への給電をオフし、上記の明るさが所定の閾値未満である期間には光源２０への給電をオンする。なお、給電制御回路１３は、上記のような明るさセンサ１５の出力によるオンオフに代えて、タイマーや手動スイッチや外部からの制御信号によるオンオフを行ってもよい。タイマーを用いる場合、給電制御回路１３は、例えば１８時から翌日６時までの間といった特定の時間帯のみ、光源２０への給電をオンする。
【００２３】
切替回路１４０は、例えば周知のｃ接点リレーを用いて実現することができる。
【００２４】
さらに、停電補償装置１は、上記の交流電源３からＡＣ−ＤＣコンバータ１１への給電がされていない停電状態では低下する検出電圧に基づいて停電状態か否かを判定する停電判定回路１４１を備える。検出電圧としては例えばＡＣ−ＤＣコンバータ１１の出力電圧が用いられる。または、ＡＣ−ＤＣコンバータ１１が、交流電源３からの入力電圧を整流及び平滑化する整流平滑回路と、整流平滑回路の出力電圧を変換するＤＣ−ＤＣコンバータとを含む場合、上記の検出電圧としては整流平滑回路の出力電圧を用いてもよい。停電判定回路１４１は、検出電圧を所定の停電判定電圧と比較し、検出電圧が停電判定電圧以上である期間には停電状態ではないと判定し、検出電圧が停電判定電圧未満である期間には停電状態であると判定する。また、停電判定回路１４１は、上記の判定の結果に応じて切替回路１４０を制御する。具体的には、停電判定回路１４１は、停電状態ではないと判定している期間にはＡＣ−ＤＣコンバータ１１を給電制御回路１３に接続し、停電状態であると判定している期間には二次電池１０を給電制御回路１３に接続するように、切替回路１４０を制御する。
【００２５】
さらに、停電補償装置１は、磁性体を近づけられたときに停電判定回路１４１の判定を強制的に停電状態とする点検用スイッチ１６を備える。すなわち、点検用スイッチ１６に磁性体を近づけるだけで、停電状態を疑似的に発生させることができる。検出電圧としてＡＣ−ＤＣコンバータ１１の出力電圧が用いられる場合、点検用スイッチ１６は例えばＡＣ−ＤＣコンバータ１１と停電判定回路１４１との間に設けられて磁性体を近づけられたときにオフされるｂ接点（常閉接点）型の磁気スイッチからなる。この場合、点検用スイッチ１６に磁性体を近づけると、点検用スイッチ１６がオフされて上記の検出電圧が停電判定電圧を下回ることで、停電判定回路１４１は停電状態であると判定する。上記のように点検用スイッチ１６として磁気スイッチを用いれば、点検用スイッチ１６としてプルスイッチや押釦スイッチが用いられる場合に比べ、停電補償装置１の防水性を確保しやすい。また、停電補償装置１が高所に設置されている場合でも、棒の先に取り付けた磁性体を近づけるだけでよく停電補償装置１の近くまで行く必要がないので、操作性が改善される。なお、暗所で点検用スイッチ１６に磁性体を近づけても光源２０の点灯が継続されるとき、二次電池１０から光源２０への給電が正常に行われているのか、それとも単に点検用スイッチ１６が動作していないのか、見分けがつかない可能性がある。そこで、例えば、停電判定回路１４１による判定結果を点灯状態（点灯・消灯・点滅もしくは光色）によって表示する発光ダイオードを設けることが望ましい。
【００２６】
また、停電補償装置１は、二次電池１０の着脱を検出する電池検出回路１７１と、電池検出回路１７１において二次電池１０の装着が検出されたときからの経過時間である電池使用時間を計時する計時部１７２と、上記の電池使用時間に応じた表示を行う表示部１７３とを備える。電池使用時間は、電池検出回路１７１によって二次電池１０の取り外しが検出されたとき、リセットされる（つまり０に戻される）。表示部１７３としては、液晶パネルやセグメントダイオードにより電池使用時間そのものを表示するもののほか、電池使用時間が一定値を越えたときに二次電池１０の交換を促す表示（例えば発光ダイオードの点灯）を行うものが考えられる。上記のような表示部１７３による表示により、経年劣化した二次電池１０の交換を促すことができる。
【００２７】
さらに、本実施形態は、ＡＣ−ＤＣコンバータの出力により二次電池１０を充電する充電回路１８を備える。充電回路１８は、逆流防止用のダイオード１８１を介して二次電池１０に接続されている。
【００２８】
充電回路１８は、光源２０への給電の有無を示す信号を給電制御回路１３から入力されており、光源２０に給電されている期間には二次電池１０への出力を停止させる。すなわち、充電回路１８による二次電池１０の充電は、給電制御回路１３によって光源２０への給電がオフされている期間にのみ行われる。
【００２９】
上記構成によれば、充電回路１８による二次電池１０の充電は、給電制御回路１３によって光源２０への給電がオフされている期間にのみ行われるから、二次電池１０の充電と光源２０への給電とが同時に行われる場合に比べ、消費電力の最大値が抑えられる。これにより、電気料金を抑えることが可能となる。
【００３０】
なお、給電制御回路１３は、切替回路１４０を介した二次電池１０からの入力電圧を監視し、入力電圧が所定値未満となったときには二次電池１０が過放電であると判定して明るさセンサ１５の出力に関わらず光源２０への給電を停止させてもよい。
【００３１】
また、給電制御回路１３は、明るさセンサ１５の出力に応じて、光源２０の明るさを変化させてもよい。光源２０の明るさの変化は、例えば、光源２０への入力電流の制御や、人の目に点滅として認識されない程度に十分に短い周期での間欠点灯におけるデューティ比の制御によって実現される。給電制御回路１３は、明るさセンサ１５の出力が低いほど（つまり周囲が暗いほど）、上記の入力電流を増加させ又は上記のデューティ比を上昇させる。または、給電制御回路１３は、光源２０の明るさを、外部から入力される制御信号に応じて変化させてもよい。
【００３２】
上記の照明装置２の外観の例を図２に示す。図２の照明装置２は、上記各部を収納した収納凹部４０（図３〜図６参照）が下面に開口したハウジング４と、光源２０の光を透過させる材料からなり収納凹部４０を閉塞するカバー５とを備える。すなわち、光源２０の光は、カバー５を通じて下方に出射する。カバー５はヒンジ５１を介してハウジング４に連結され、収納凹部４０を開閉するようにハウジング４に対して回転可能となっている。カバー５が閉じた状態の維持は、例えばカバー５をハウジング４に対してねじ止めすることによって達成される。
【００３３】
また、ハウジング４の上側には、明るさセンサ１５に入射する光を透過させるセンサカバー６が取り付けられている。照明装置２は例えば図２のようにポール９に固定されて街路灯として用いられる。ハウジング４は、ポール９に対しねじ等を用いて固定される固定部４１を有する。
【００３４】
ハウジング４の外側から磁性体を近づけることによる点検用スイッチ１６の操作を可能とするために、ハウジング４の材料としては、例えばアルミニウムのような非磁性体が用いられる。また、カバー５やセンサカバー６の材料としては、例えばアクリル樹脂やポリカーボネート樹脂を用いることができる。
【００３５】
さらに、照明装置２は、図３〜図６に示すように、二次電池１０を保持してハウジング４に対して変位可能に連結された電池保持体７を備える。二次電池１０の形状は、ほぼ直方体である。
【００３６】
以下、上下左右は図４を基準とし、図４における紙面手前側（つまり図２，３，５における左側）を前側と呼ぶ。
【００３７】
電池保持体７は、二次電池１０の下側に位置して二次電池１０を支持する支持部７１と、二次電池１０の左右両側にそれぞれ設けられた挟み部７２と、二次電池１０の上側に位置する押さえ部７５とを有する。また、電池保持体７は、厚さ方向を前後方向に向けた背板７６を有し、支持部７１と各挟み部７２と押さえ部７５とはそれぞれ後端部を背板７６に連結されている。上記のような電池保持体７は例えば金属板の曲げ加工により形成される。また、各挟み部７２には、それぞれ、軸方向を左右方向に向けた円柱形状であって挟み部７２よりも左右方向の外向きに突出する連結凸部７３が連結されている。このような連結凸部７３としては、例えばナットを用いて挟み部７２に固定されたボルトの脚部を用いることができる。
【００３８】
また、ハウジング４は、それぞれ厚さ方向を左右方向に向けて収納凹部４０の内底面から下方に突出する２個の連結片４２が設けられている。各連結片４２には、それぞれ、電池保持体７の連結凸部７３が挿通される連結スリット４３が設けられている。各連結スリット４３は、それぞれ、上下に長い垂直部４３１と、後端が垂直部４３１の上端に連続し前後に長い水平部４３２とを有し、全体としてL字形状となっている。各連結スリット４３の幅寸法は、それぞれ連結凸部７３の直径よりも僅かに大きくされている。
【００３９】
電池保持体７は、各連結凸部７３がそれぞれ連結スリット４３の内面によってガイドされることで、ハウジング４に対して変位可能となっている。ハウジング４に対する電池保持体７の可動範囲は、図３及び図４に示すように各連結凸部７３がそれぞれ水平部４３２の前端に位置する閉位置から、図５及び図６に示すように各連結凸部７３がそれぞれ垂直部４３１の下端に位置する開位置までとなっている。閉位置では、各連結凸部７３がそれぞれ水平部４３２の下側の内面に支持されることで、電池保持体７はハウジング４に対する下方への変位を阻止される。つまり、水平部４３２の下側の内面が保持体阻止部である。電池保持体７を閉位置から開位置に変位させる際には、まず、電池保持体７をハウジング４に対して後方（つまり水平方向）に変位させる必要がある。この変位により、電池保持体７は、各連結凸部７３がそれぞれ水平部４３２の後端（つまり垂直部４３１の上端）に位置することでハウジング４に対して下方に変位可能な中間位置に位置する。水平部４３２がない場合（つまり、閉位置で電池保持体７の下方への変位が阻止されない場合）に比べ、ハウジング４に対する電池保持体７の下方への変位であって使用者の意図しない変位が発生しにくい。
【００４０】
さらに、各連結片４２の下端には、それぞれ、左右方向の外向きに突出して厚さ方向を上下方向に向けた突出部４４が設けられている。また、支持部７１の左右両端には、それぞれ、挟み部７２よりも左右方向の外側に突出して閉位置において連結片４２の突出部４４に重なる突出部７４が設けられている。電池保持体７が閉位置にある状態で挟み部７２の突出部７４を連結片４２の突出部４４に対してねじ止めしておけば、電池保持体７の閉位置からの変位であって使用者の意図しない変位を防止することができる。
【００４１】
また、ハウジング４は、各連結片４２の前側に位置する電池阻止部４５を有する。電池保持体７が閉位置にある状態では、電池阻止部４５が二次電池１０の前側に位置することで、電池保持体７からの二次電池１０の脱落が阻止される。電池阻止部４５は例えばＡＣ−ＤＣコンバータ１１等の回路が実装されたプリント配線板（図示せず）を収納した部位であり、光源２０を構成する発光ダイオードは電池阻止部４５の下面に実装される。
【００４２】
電池保持体７を開位置に変位させると、二次電池１０が電池阻止部４５よりも下側に位置することで、二次電池１０を電池保持体７から前方に取り外すことが可能となる。また、電池保持体７が開位置にあり且つ外力が加わっていない状態では、二次電池１０の前面が水平方向よりも所定の俯角（例えば約１０°）だけ下向きとなるように、連結凸部７３の位置は、二次電池１０を取り付けられた状態での電池保持体７の重心の位置よりもやや後側とされている。これにより、二次電池１０の前面が水平方向を向く場合に比べ、電池保持体７からの二次電池１０の取り外しが比較的に容易となる。
【００４３】
なお、上記の俯角（つまり、支持部７１の上面の法線と鉛直線とがなす角）は、二次電池１０が滑り落ちない程度の摩擦力が二次電池１０と支持部７１との間に作用する範囲内でなるべく大きいことが望ましく、必ずしも１０°でなくともよい。
【００４４】
また、上記のように電池保持体７をハウジング４に対して閉位置と中間位置と開位置とに変位可能とする方法としては、上記のように電池保持体７に連結凸部７３を設けてハウジング４に連結スリット４３を設けるという方法に限られない。例えば、上記とは逆に、電池保持体７の各挟み部７２にそれぞれＬ字形状の連結スリットを設け、この連結スリットに挿入される連結凸部をハウジング４の各連結片４２に設けてもよい。この場合、連結スリットは下端部が後方に曲がったＬ字形状となり、連結凸部が保持体阻止部となる。または、保持体阻止部は、電池保持体７が閉位置にあるときに支持部７１の前端部の下側に位置するような凸部であってもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１  停電補償装置
２  照明装置
３  交流電源
４  ハウジング
７  電池保持体
１０  二次電池
１１  ＡＣ−ＤＣコンバータ
１３  給電制御回路
１８  充電回路
２０  光源
４５  電池阻止部
７１  支持部
７２  挟み部
１４０  切替回路
１４１  停電判定回路
１７１  電池検出回路
１７２  計時部
１７３  表示部
４３２  水平部（下側の内面が保持体阻止部）
【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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