JP2001218388A - バッテリ充電装置、非常用点灯装置および防災照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】空バッテリまたは空に近いバッテリを接続した
場合には、通常より過大な充電電流が流れるため、交流
電源は正常であっても充電回路の出力電圧が所定値より
低下し、交流電源の非常と判定してしまうことがある。
この場合、非常用照明装置を作動させる、非常用照明装
置を作動させる結果バッテリを充電できない、という問
題を生じる。 【解決手段】交流電源３が非常状態になると、電圧監視
手段８が非常信号を出力する。一方、バッテリ１として
空バッテリが接続されると、このバッテリへの充電電流
は、ある程度充電されているバッテリの充電電流に比し
て大きく、充電回路２の出力電圧が低下して電圧監視手
段が非常信号を出力しようとする。しかし、上記充電電
流は電流検出手段１０によって検出され、バッテリ監視
手段１１は電圧監視手段からの非常信号の出力を抑制す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、充電用の交流電
源の正常・非常を検出可能なバッテリ充電装置、非常用
点灯装置および防災照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】バッテリの充電装置において、充電用の
交流電源が停電等の非常状態になったときには、この非
常状態を表示したり、交流電源に代えてこれまで充電さ
れていたバッテリを電源として所要の負荷に給電するよ
うにしたりするものがある。

【０００３】たとえば、誘導灯、非常用照明器具のよう
な防災照明装置においては、常用電源である商用の交流
電源が非常状態になると、交流電源に換えてバッテリか
らの給電により照明を行うようにしている。この防災照
明装置に用いられている非常用点灯装置の一例を図４を
参照して説明する。

【０００４】図４において、バッテリ４００は充電回路
４０１を介して交流電源４０２から充電されるようにな
っている。充電回路４０１は、降圧用のトランス４０
３、高周波ノイズ吸収用のコンデンサ４０４、整流装置
４０５、平滑コンデンサ４０６、定電圧装置４０７、充
電抵抗４０８、逆流防止用のダイオード４０９を有して
いる。

【０００５】前記交流電源４０２には常用照明装置４１
０が接続され、交流電源４０２が正常であれば交流電源
４０２から給電されて作動可能になっている。この常用
照明装置４１０は、光源４１１としてのけい光ランプ
と、この光源４１１を点灯する第１の点灯装置４１２と
からなる。第１の点灯装置４１２は、特に回路を限定さ
れるものではなく各種のものを使用可能であるが、たと
えば後述する第２の点灯装置と同様な回路構成のものを
使用できる。

【０００６】前記バッテリ４００には非常用照明装置４
１３が接続されている。図４のものは、非常用照明装置
４１３の光源として前記常用照明装置４１０の光源４１
１を兼用するようにしている。非常用照明装置４１３
は、光源４１１を点灯するための第２の点灯装置４１４
を有している。この第２の点灯装置４１４と前記第１の
点灯装置４１２とは実質的に同時に作動することはな
く、いずれか一方が作動しているときは他方は停止する
ようになされる。

【０００７】第２の点灯装置４１４の詳細を説明する。
一対のトランジスタ４１５、４１６がバッテリ４００か
ら見て互いに並列的関係になるように設けられ、これら
一対のトランジスタ４１５、４１６のコレクタ間にトラ
ンス４１７の入力巻線４１７ａが接続されている。トラ
ンス４１７は出力巻線４１７ｂと、一対のフィラメント
巻線４１７ｆ、４１７ｆ、各出力端をそれぞれ前記トラ
ンジスタ４１５、４１６のベースに接続された帰還巻線
４１７ｃとを有している。前記入力巻線４１７ａには並
列共振用のコンデンサ４１８が並列接続され、前記出力
巻線４１７ｂおよび一対のフィラメント巻線４１７ｆ、
４１７ｆには限流用のコンデンサ４１９、４２０、４２
１が直列接続されている。

【０００８】入力巻線４１７ａの中点とバッテリ４００
の一方の出力端との間にはインダクタ４２２が介挿され
ている。このインダクタ４２２は、バッテリ４００から
入力巻線４１７ａに流れる電流を定電流化して連続的な
ものにするとともに、直流電圧と共振電圧との差の電圧
を負担する作用を有する。

【０００９】バッテリ４００の一方の出力端と前記トラ
ンジスタ４１５、４１６のベースとの間には後述するト
ランジスタ４２３のエミッタ・コレクタを介してベース
抵抗４２４、４２５が設けられている。

【００１０】このように第２の点灯装置４１４は、プッ
シュプル形の定電流インバータを主として構成されるも
のであり、たとえば数ＫＨｚ〜百ＫＨＺの間の高周波電
圧を出力して光源４１１を点灯する。なお、第１の点灯
装置４１２も第２の点灯装置４１４と同様な回路構成と
することができるが、第１点灯装置の場合は入力側に交
流電源４０２の電圧を整流（必要に応じて平滑も）する
整流手段（図示せず。）が付加される。

【００１１】常用照明装置４１０および非常用照明装置
４１３のいずれを作動させるのかを制御するのが電圧監
視手段４２６である。電圧監視手段４２６は定電圧装置
４０７と並列的に、励磁コイル４２７、ダイオード４２
８およびトランジスタ４２９の直列回路を設けている。
一方、平滑用のコンデンサ４０６と並列的に、抵抗４３
０、定電圧素子４３１および抵抗４３２の直列回路を設
けている。そして、定電圧素子４３１および抵抗４３２
の中間を前記トランジスタ４２９のベースに接続してい
る。さらに、トランジスタ４２９のコレクタ・エミッタ
によって自己のベース・エミッタを短絡される関係にト
ランジスタ４３３が設けられている。前記トランジスタ
４２３のベースは、抵抗４３４を介してこのトランジス
タ４３３のコレクタに接続されている。バッテリ４００
と並列的に抵抗４３５およびコンデンサ４３６の直列回
路が接続され、この直列回路の中点はトランジスタ４３
３のベースに接続されている。

【００１２】前記励磁コイル４２７に制御されて開閉す
るリレー接点４３７は光源４１１を第１点灯装置４１２
または第２の点灯装置４１４に接続するものである。す
なわち、励磁コイル４２７が通電されているときにはリ
レー接点４３７をそれぞれａ接点側に接続して、光源４
１１を第１の点灯装置４１２に接続する。また、励磁コ
イル４２７が通電を遮断されるとリレー接点４３７をそ
れぞれｂ接点側に接続して、光源４１１を第２の点灯装
置４１４に接続する。

【００１３】このような従来技術は、交流電源４０２が
正常時においては、光源４１１が第１の点灯装置４１２
により点灯するとともに、バッテリ４００が充電回路４
０１によって充電されている。すなわち、電圧監視手段
４２６において、充電回路４０１の平滑用のコンデンサ
４０６の両端電圧が所定値以上であるから定電圧素子４
３１は導通してトランジスタ４２９がオンする。したが
って、励磁コイル４２７は通電され、また、トランジス
タ４３３はオフされてトランジスタ４２３もオフされ
る。

【００１４】交流電源４０２が停電、電圧降下等した非
常時には、電圧監視手段４２６において、定電圧素子４
３１が不導通になりトランジスタ４２９もオフするか
ら、励磁コイル４２７は通電を遮断されてリレー接点４
３７をｂ接点側に接続する。これによって、光源４１１
は第２の点灯装置４１４により点灯可能となる。略同時
に、トランジスタ４２９のオフによりトランジスタ４３
３がオンし、トランジスタ４２３がオンする。このトラ
ンジスタ４２３のエミッタ・コレクタを介して第２の点
灯装置４１４のトランジスタ４１５、４１６にベース電
流が供給されるようになり、発振を開始する。これによ
り光源４１１は、たとえば常用照明装置時より減光され
た状態で継続点灯する。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来技術においては、満充電に近いバッテリが接続
されている場合には問題ないが、空バッテリまたは空に
近いバッテリを接続した場合にはつぎの問題があること
が分かった。すなわち、空バッテリまたは空に近いバッ
テリを接続した場合には、通常より過大な充電電流が流
れる。このため、交流電源は正常であっても図４の平滑
用のコンデンサ４０６の両端電圧が所定値より低下し、
定電圧素子４３１が不導通になってしまうことがある。
定電圧素子４３１が不導通になると、上記の説明から明
らかなように、光源を第２の点灯装置に接続する、第２
の点灯装置を作動させる、第２の点灯装置を作動させる
結果バッテリを充電できない、といった問題を生じる。

【００１６】以上は、防災照明装置に適用されている場
合を例に説明したが、その他の用途であっても、充電回
路の入力または出力電圧を監視して交流電源の正常・非
常を検出し、何らかの切換え動作を行わせたり、表示等
の警報を行ったりするものでは同様な問題を生じること
が容易に理解できる。

【００１７】本願発明は、空バッテリまたは空に近いバ
ッテリを接続された場合でも、電源が非常状態であると
誤って検出することを防止できるバッテリ充電装置、非
常用点灯装置および防災照明装置を提供することを目的
とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のバッテリ
充電装置は、バッテリと、交流電源電圧を整流した電圧
にてバッテリを充電する充電回路と、充電回路の入力ま
たは出力電圧値に応じて交流電源の正常・非常を示す信
号を出力する電圧監視手段と、バッテリの充電電流に対
応した信号を検出する電流検出手段と、電流検出手段が
過電流を検出したとき、電圧監視手段からの非常信号の
出力を抑制するバッテリ監視手段と、を具備しているこ
とを特徴とする。

【００１９】請求項１記載の発明および以下の発明にお
いて、特にことわらない限り各構成、各用語はつぎのよ
うに定義される。

【００２０】バッテリはたとえばニッケル・カドミウム
蓄電池、鉛蓄電池、ニッケル水素蓄電池、リチウムイオ
ン蓄電池のような二次電池である。また、空バッテリ、
空に近いバッテリとは、特に数値的に範囲を特定するも
のではないが、満充電または満充電に近い状態のバッテ
リと充電電流の大きさで区別されるもので、この区別は
予め任意に設定可能である。設定は後述するバッテリ監
視手段等にて可能である。

【００２１】空バッテリまたは空に近いバッテリが接続
される状態としては、充電回路、非常用点灯装置または
防災照明装置の初期からそのようなバッテリが接続され
る場合、使用中にバッテリが長時間放電させられた場合
が考えられるが、本発明はいずれも対応可能である。

【００２２】充電回路は、回路構成を限定されず任意に
構成可能である。

【００２３】電圧監視手段が検出する充電回路の入力ま
たは出力電圧値とは、交流電源の停電や電圧低下が現
れ、かつ、バッテリの過大な充電電流によって電圧低下
が生じる部分であればどこでもよいものである。正常・
非常信号は、たとえば非常用点灯装置のように第１、第
２の点灯装置の切換え用として使用したり、交流電源の
非常を知らせる表示器の作動用として使用したり、その
用途は任意である。電圧監視手段の具体構成も任意であ
り、当業者が適宜実施可能である。

【００２４】電流検出手段は、抵抗を介挿しこの抵抗の
両端電圧を検出するもの、変流器を用いるもの、半導体
素子の増幅作用を利用するもの等どのようなものでもよ
い。前記抵抗を用いる場合には、抵抗として充電抵抗を
利用することが、部品の兼用による低価格化、小形化等
の点で有利である。

【００２５】バッテリ監視手段は、前述のように空バッ
テリまたは空に近いバッテリとそれ以外のバッテリとを
区別する。たとえば、バッテリ監視手段が基準値を持
ち、この基準値と電流検出手段の検出値とを比較するよ
うに構成されている場合には、この基準値を上回るか下
回るかによって区別される。そして、区別するレベル
は、前記基準値の設定により任意に変更可能である。こ
のようなバッテリ監視手段は見掛けの構成上は電流検出
手段と一体的であってもよい。また、バッテリ監視手段
は、電圧監視手段からの非常信号の発生そのものを抑制
する他、非常信号の伝達を抑制するようなものであって
もよい。

【００２６】本発明等において直列的とは、直列接続の
場合はもちろん間に他の部品を介在させて直列接続して
いる場合も含むものである。並列的も同様な意味で用い
ている。

【００２７】請求項１記載の発明は、交流電源の正常時
でバッテリとしてある程度充電された（空バッテリでな
い。）バッテリが接続されている場合は、このバッテリ
を充電する。

【００２８】交流電源が非常状態になると、電圧監視手
段が非常信号を出力する。この非常信号は必要に応じて
表示器等の作動制御に使用される。

【００２９】バッテリとして空バッテリが接続される
と、このバッテリへの充電電流は、ある程度充電されて
いるバッテリの充電電流に比して大きい。また、空バッ
テリであるため、あるいはこの空バッテリに電力を取ら
れるため、充電回路の入力または出力電圧値は通常時よ
り低下し、電圧監視手段は交流電源が非常状態であると
判定する可能性がある。しかし、このときの大きい充電
電流は電流検出手段によって検出され、バッテリ監視手
段はこの検出信号に応じて電圧監視手段からの非常信号
の出力を抑制する。

【００３０】請求項２記載の非常用点灯装置は、常時に
常用電源からの電力にて作動可能な常用照明装置と、バ
ッテリと、常時に常用電源の電圧にてバッテリを充電す
る充電回路と、常用電源の非常時にバッテリからの電力
にて作動可能な非常用照明装置と、充電回路の入力また
は出力電圧値に応動し、入力または出力電圧値が所定値
以上の正常時には常用照明装置を作動可能にするととも
にバッテリを充電し、入力または出力電圧値が所定値未
満の非常時にはバッテリにより非常用照明装置を作動可
能に切換える電圧監視手段と、バッテリの充電電流に対
応した信号を検出する電流検出手段と、電流検出手段が
過電流を検出したとき、電圧監視手段による正常時状態
から非常時状態への切換えを抑制するバッテリ監視手段
と、を具備していることを特徴とする。

【００３１】請求項２記載の発明において、常用照明装
置および非常用照明装置は電球、熱陰極形の放電灯、冷
陰極形の放電灯、ＬＥＤ等どのような光源を点灯するも
のでもよく、光源を共通にしてもよいし、別個であって
もよい。

【００３２】また、光源を点灯するための点灯装置が用
いられる場合、点灯装置はどのようなものでもよく、常
用照明装置と非常用照明装置とで共通のものを用いても
よい。さらに、光源が電球の場合には、常用照明装置お
よび非常用照明装置が実質的に回路部品を有しない場合
もあるが、その場合は光源をもって照明装置と称するも
のとする。

【００３３】電圧監視手段における正常状態から非常状
態への切換え手段としては、リレーのように機械的接点
を用いるもの、半導体スイッチを用いる無接点形のも
の、あるいはこれらを組合わせたもののいずれでもよ
い。そして、その具体的構造、または回路構成は既知の
ものを適宜使用可能であるし、当業者であれば任意に構
成可能である。

【００３４】本発明において、常用照明装置または非常
用照明装置を作動可能にするとは、実際に作動させるも
のの他に、作動可能ではあるがたとえば別個に設けられ
た操作スイッチ等により人為的に不作動にするようなも
のも含むことを意味する。

【００３５】請求項２記載の発明は、交流電源の正常時
でバッテリとしてある程度充電されたバッテリが接続さ
れている場合は、このバッテリを充電するとともに、常
用照明装置を作動可能にしている。

【００３６】交流電源が非常状態になると、電圧監視手
段が非常信号を出力する。この非常信号によりバッテリ
から給電されて非常用照明装置が作動可能になる。

【００３７】バッテリとして空バッテリが接続される
と、電圧監視手段は交流電源が非常状態であると判定す
る可能性がある。しかし、このときの大きい充電電流が
電流検出手段によって検出され、バッテリ監視手段はこ
の検出信号に応じて電圧監視手段からの非常信号の出力
を抑制する。したがって、常用照明装置が作動可能のま
まであり、バッテリは充電される。

【００３８】請求項３記載の防災照明装置は、防災照明
器具本体と、防災照明器具本体内に収納された請求項２
記載の非常用点灯装置と、を具備していることを特徴と
する。

【００３９】請求項３の発明において、防災照明装置と
は誘導灯、非常用照明器具等、常用電源の非常時には常
時に充電されていたバッテリから給電されて点灯する光
源を有するものである。たとえば、避難口誘導灯、通路
誘導灯、客先誘導灯等であり、防災照明器具本体は、埋
め込み形にあっては、壁埋め込み部分、天井埋め込み部
分も含めたものである。また、パイプ吊り形のものはパ
イプおよびパイプに連続した箱体部分も含めたものであ
る。

【００４０】請求項３記載の発明は請求項２記載の発明
と同様な作用となる。

【００４１】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の一実施形態を説
明する。

【００４２】図１は本発明の充電回路の一実施形態を示
す回路図である。バッテリ１が充電回路２を介して交流
電源３から充電されるようになっている。充電回路２
は、降圧トランス４、この降圧トランス４の出力を整流
する整流装置５、平滑用のコンデンサ６、充電抵抗７を
有している。

【００４３】電圧監視手段８は、前記充電回路２の出力
電圧値を監視し、電圧値が所定値以上のときは正常信号
を出力し、電圧値が所定値未満のときには非常信号を出
力する。これら正常信号、非常信号は報知手段９に入力
されるようになっている。報知手段９は、前記各信号に
応じて正常状態、非常状態を音発生、ランプ点灯等の手
段により報知する。

【００４４】バッテリ１と直列的に電流検出手段１０が
設けられている。電流検出手段１０はバッテリ１の充電
電流を検出し、検出信号をバッテリ監視手段１１に供給
するようになっている。バッテリ監視手段１１は、充電
電流が所定値より過大であるときには前記電圧監視手段
８からの非常信号出力を抑制する。このようなバッテリ
監視手段１１としては、予め設定された基準値を持ち、
検出信号とこの基準値とを比較して電圧監視手段８に対
する制御信号を出力するように構成することができる。

【００４５】つぎに本実施形態の作用を説明する。交流
電源３が正常時には電圧監視手段８が正常信号を出力
し、報知手段９も正常状態であることを報知している。
交流電源３の非常時には、電圧監視手段８が電圧の低下
を検出して非常信号を出力する。報知手段９はこの非常
信号を入力して、非常状態である旨を報知する。このと
き、バッテリ１を充電回路２から電気回路的に切離すと
か、バッテリ１を交流電源３の非常時として所要の負荷
に接続するとかは必要に応じて行われ得ることである。

【００４６】バッテリ１として空バッテリまたは空に近
いバッテリが接続されると、このようなバッテリ１の充
電電流は過大なものとなり、充電回路２の出力電圧も低
下する。したがって、まず、電圧監視手段８は交流電源
３の非常状態であるとして非常信号を出力しようとす
る。しかし、電流検出手段１０は、この過電流を検出
し、バッテリ監視手段１１はこの過電流信号を受けて電
圧監視手段８からの非常信号出力を抑制する。このた
め、非常信号の出力は阻止され、報知手段９が非常状態
であると報知することがなく、バッテリ１は充電を継続
される。

【００４７】図２は本発明の非常用点灯装置の一実施形
態を示す回路図である。以下、第２の実施形態を説明す
る。図２の実施形態は、図４に示した従来技術を改善し
たものである。したがって、図４と同じまたは対応する
部分には同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。本実
施形態は、電流検出手段２０を設けた点が従来技術と大
きく異なる。電流検出手段２０は、バッテリ４００の負
極側に直列接続された充電抵抗が兼用している。バッテ
リ監視手段２１は、電圧監視手段４２６におけるトラン
ジスタ４２９のベースと電流監視手段２０のバッテリ４
００側端部との間に設けられた定電圧素子である。

【００４８】本実施形態の作用を説明する。交流電源４
０２の正常時、非常時の作用は図４のものと同様であ
る。バッテリ４００として空バッテリまたは空に近いバ
ッテリを接続された場合、充電電流が過大になり電流検
出手段２０の両端電圧が大きくなる。したがって、定電
圧素子４３１の不導通によりトランジスタ４２９がオフ
しようとするのをバッテリ監視手段２１が導通すること
によってオン状態に保つことになる。よって、電圧監視
手段４２６が交流電源４０２の非常状態であるとして、
光源４１１を第２の点灯装置４１４に接続する、第２の
点灯装置４１４を作動させる、第２の点灯装置４１４を
作動させる結果バッテリ４００を充電できない、といっ
た問題がない。

【００４９】図３は本発明の防災照明装置の一実施形態
を示す斜視図である。以下、防災照明装置の実施形態を
説明する。本実施形態は、避難口誘導灯の例を示し、照
明器具本体３０は誘導表示板３１を投光部３２に有して
いる。図示は省略したが、照明器具本体３０内の誘導表
示板３１の背面側にはけい光ランプのような光源が配設
されている。また、これも図示を省略したが、大部分が
照明器具本体３０の枠部３３に位置するように、バッテ
リ、充電回路、第１の点灯装置、第２の点灯装置等が配
設されている。

【００５０】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、空バッテリまた
は空に近いバッテリを接続されることにより充電回路の
入力または出力電圧が低下し、電圧監視手段が非常信号
を出力しようとしても、電流検出手段が前記空バッテリ
または空に近いバッテリの過大な充電電流に反応して非
常信号の出力を抑制するから、交流電源が正常にもかか
わらず非常信号を出力することがない。したがって、非
常信号に基づく非常報知あるいは非常時に備えた動作へ
の切換えといった誤動作を防止できる。

【００５１】請求項２記載の発明は、空バッテリまたは
空に近いバッテリを接続された場合には請求項１記載の
発明と同様に作用するから、常用電源が正常にもかかわ
らず非常用照明装置を作動させたり、非常用照明装置を
作動させることによりバッテリの充電が行われないとい
ったことを防止できる。

【００５２】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明の効果を備えた防災照明装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の充電回路の一実施形態を示す回路図

【図２】本発明の非常用点灯装置の一実施形態を示す回
路図

【図３】本発明の防災照明装置の一実施形態を示す斜視
図

【図４】非常用点灯装置の従来技術を示す回路図

【符号の説明】

頂戴 １，４００…バッテリ、２，４０１…充電回路、８，４
２６…電圧監視手段、９…報知手段、１０，２０…電流
検出手段、１１，２１…バッテリ監視手段、４１０…常
用照明装置、４１３…非常用照明装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K082 AA32 AA33 BA05 BA12 BA24 BD03 BD04 BD37 EA02 EA06 5G003 AA01 BA01 CA04 CA14 CC02 DA05 GB06 5G015 FA16 GB02 HA15 JA01 JA07 JA25 JA32 JA35 JA53 JA55 KA01 KA08

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バッテリと；交流電源電圧を整流した電圧
   にてバッテリを充電する充電回路と；充電回路の入力ま
   たは出力電圧値に応じて交流電源の正常・非常を示す信
   号を出力する電圧監視手段と；バッテリの充電電流に対
   応した信号を検出する電流検出手段と；電流検出手段が
   過電流を検出したとき、電圧監視手段からの非常信号の
   出力を抑制するバッテリ監視手段と；を具備しているこ
   とを特徴とするバッテリ充電装置。
2. 【請求項２】常時に常用電源からの電力にて作動可能な
   常用照明装置と；バッテリと；常時に常用電源の電圧に
   てバッテリを充電する充電回路と；常用電源の非常時に
   バッテリからの電力にて作動可能な非常用照明装置と；
   充電回路の入力または出力電圧値に応動し、入力または
   出力電圧値が所定値以上の正常時には常用照明装置を作
   動可能にするとともにバッテリを充電し、入力または出
   力電圧値が所定値未満の非常時にはバッテリにより非常
   用照明装置を作動可能に切換える電圧監視手段と；バッ
   テリの充電電流に対応した信号を検出する電流検出手段
   と；電流検出手段が過電流を検出したとき、電圧監視手
   段による正常時状態から非常時状態への切換えを抑制す
   るバッテリ監視手段と；を具備していることを特徴とす
   る非常用点灯装置。
3. 【請求項３】防災照明器具本体と；防災照明器具本体内
   に収納された請求項２記載の非常用点灯装置と；を具備
   していることを特徴とする防災照明装置。