JP2009146714A - 防災照明用点灯装置及び防災照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 常用電源が正常時である常時と点検時に光源の異常検知を行い非常時には複雑な制御を伴わず光源を確実に点灯できるようにした防災照明用点灯装置及び防災照明装置を提供する。
【解決手段】 交流電源１の交流電力よりスイッチング素子６のオンオフ制御によりフライバックトランス５を介して生成された直流電力を常時光源点灯回路１０を介してＬＥＤ１１１〜１１５からなる光源に供給し、これらＬＥＤ１１１〜１１５を点灯させ、また、フライバックトランス５を介して生成された直流電力により充電されるバッテリ１６を有し、交流電源１の停電などの異常の際に、バッテリ１６により非常時光源点灯回路１７を介してＬＥＤ１１１〜１１５を点灯させるようにしたもので、常用電源が正常時である常時と点検時に光源異常検出手段２４４によりＬＥＤ１１１〜１１５の異常検出を行う。
【選択図】 図２

Description

本発明は、停電などの非常時に避難路の安全を確保する防災照明用点灯装置及び防災照明装置に関するものである。

例えばホテルなどの宿泊施設には、停電などの非常の際に、客の避難路の安全を確保するため防災照明装置である誘導灯が各所に設けられている。このような誘導灯は、補助電源としてバッテリーが内蔵され、常時は商用電源により光源を点灯し、停電などの非常の際は、電源をバッテリーに切換えて光源を点灯するようにしている。

特許文献１には、バッテリーを補助電源として設けた誘導灯点灯装置が開示されている。この点灯装置は、光源に異常が発生したとき、非常時においても異常の発生していない光源を点灯させるようにしたものである。
特開２００６−２８６３３９号公報

ところが、このような特許文献１は、光源の異常を常時と非常時とに検出するものであり、特に非常時に光源異常発を検出して制御するものであるため、非常時において特別な機能を設ける必要がある。これは非常時の制御が複雑化するとともに、誤動作が生じる要因にもなる虞があり、防災照明の信頼性を低下させてしまう可能性がある。 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、非常時には光源を確実に点灯でき、しかも、回路構成が簡単で安価にできる防災照明用点灯装置及び防災照明装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、交流電源から供給される交流電力により光源を点灯させる常時光源点灯手段と；前記交流電源から供給される交流電力により充電される補助電源を有し、前記交流電源の異常時又は前記補助電源の状態を点検する点検時に前記補助電源からの電力供給によりにより前記光源を点灯させる非常時光源点灯手段と；常時及び点検時に前記光源の異常を検出する光源異常検出手段と；を具備したことを特徴としている。

また、交流電源の異常を検出する電源異常検出手段と、該異常検出手段での異常検出により前記光源の点灯を常時光源点灯手段から非常時光源点灯手段に切換える切換制御手段と、をさらに有している。

前記光源は、複数直列接続された発光ダイオードからなることを特徴としている。

非常時光源点灯手段は、前記複数の発光ダイオードのいずれかに短絡破壊が発生しても、該短絡破壊した以外の正常発光ダイオードを点灯させる。

光源異常検出手段は、複数の発光ダイオードのうち１個以上の発光ダイオード間の出力と予め設定された閾値との比較結果から光源異常を検出する。

本発明によれば、常用電源が正常である常時と点検時のみ光源の異常検知を行うようにし、非常時にも複雑な制御を伴わず、光源を確実に点灯するようにしているため、信頼性が向上する防災照明用点灯装置及び防災照明装置を提供できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の防災照明用点灯装置として誘導灯点灯装置が適用される誘導灯（防災照明装置）の概略構成を示している。

図１において、１０１は機器本体としての誘導灯本体で、この誘導灯本体１０１は、筒状をしたもので、天井１０２に埋設されている。この誘導灯本体１０１には、後述する誘導灯点灯装置が収容される。誘導灯本体１０１には、表示パネル１０３が天井１０２面から下方に向けて突設されている。この表示パネル１０３の表面には、例えば非常口を表す図形化された標識１０４が付されている。表示パネル１０３内部には、光源として後述する発光ダイオード（以下、ＬＥＤと称する。）１１１〜１１５が収容され、これらＬＥＤ１１１〜１１５の点灯により標識１０４を照明するようにしている。また、表示パネル１０３には表示部２７が設けられている。この表示部２７については後述する。

図２は、このように構成された誘導灯の誘導灯本体１０１に組み込まれる本発明の誘導灯点灯装置の概略構成を示している。

図２において、１は交流電源で、この交流電源１は、不図示の商用電源からなっている。この交流電源１には、トランス２を介して全波整流回路３の入力端子が接続されている。この全波整流回路３は、交流電源１からの交流電力を全波整流した出力を発生する。

全波整流回路３の正負極の出力端子の間には、電源監視回路４が接続され、また、この電源監視回路４と並列にフライバックトランス５の１次巻線５１及びスイッチング手段としてのスイッチング素子６の直列回路が接続されている。

電源監視回路４は、交流電源１の異常を監視するもので、例えば交流電源１の電圧が停電などで低下すると、異常を判断し検出信号を出力する。スイッチング素子６には、ＦＥＴ、ハイポーラトランジスタ、ＩＰＤなどのスイッチングトランジスタが用いられる。スイッチング素子６には、スイッチ制御部７が接続されている。スイッチ制御部７は、スイッチング素子６のオンオフを制御する。

フライバックトランス５は、１次巻線５１の他に、２次巻線５２及び３次巻線５３を有するものである。このフライバックトランス５の２次巻線５２には、図示極性のダイオード８１と平滑コンデンサ８２からなる整流平滑回路８が接続され、また、３次巻線５３には、図示極性のダイオード９１と平滑コンデンサ９２からなる整流平滑回路９が接続されている。

整流平滑回路９には、常時光源点灯回路１０を介して、光源としての複数個（図示例では５個）直列に接続されたＬＥＤ１１１〜１１５、第１のスイッチ手段としての第１のトランジスタ１２、抵抗１３の直列回路が接続されている。また、常時光源点灯回路１０には、フィードバック回路１４を介して前記スイッチ制御部７が接続されている。常時光源点灯回路１０は、抵抗１３両端の電圧を検出して、この検出信号をフィードバック回路１４を介して前記スイッチ制御部７にフィードバックする。スイッチ制御部７は、このフィードバックされる検出信号により前記抵抗１３両端の電圧がある一定電圧になるように、つまり整流平滑回路９よりＬＥＤ１１１〜１１５に流れる電流が一定になるようにスイッチング素子６のオンオフを制御する。

整流平滑回路８には、補助電源として充電回路１５を介して充電可能なバッテリ１６が接続されている。充電回路１５は、整流平滑回路８の直流出力によりバッテリ１６を充電する。バッテリ１６は、直流電力を蓄電できるものである。

バッテリ１６には、非常時光源点灯回路１７を介して前記複数個直列に接続されたＬＥＤ１１１〜１１５と、第２のスイッチ手段としての第２のトランジスタ１８、抵抗１９の直列回路が接続されている。

非常時光源点灯回路１７は、抵抗１９両端の電圧を検出し、この検出信号により抵抗１９両端の電圧がある一定電圧になるように、つまりバッテリ１６よりＬＥＤ１１１〜１１５に流れる電流が一定になるように制御する。この場合、ＬＥＤ１１１〜１１５に流れる電流は、常用時にＬＥＤ１１１〜１１５に流れる電流より小さく設定して、これらＬＥＤ１１１〜１１５の点灯による輝度を常用時に比べ低減させている。

ＬＥＤ１１１〜１１５、第１のトランジスタ１２、抵抗１３の直列回路（ＬＥＤ１１１〜１１５、第２のトランジスタ１８、抵抗１９の直列回路）には、並列に光源異常検出手段を構成する抵抗２０と抵抗２１の直列回路が接続され、ＬＥＤ１１３〜１１５、第１のトランジスタ１２、抵抗１３の直列回路（ＬＥＤ１１３〜１１５、第２のトランジスタ１８、抵抗１９の直列回路）には、並列に他の光源異常検出手段を構成する抵抗２２と抵抗２３の直列回路がそれぞれ接続されている。

抵抗２０及び抵抗２１の直列回路は、ＬＥＤ１１１〜１１２のいずれかで生じた短絡破壊などの異常を検出するもので、これら抵抗２０、２１の接続点の出力（電圧）Ａを制御部２４に入力する。また、抵抗２２及び抵抗２３の直列回路は、ＬＥＤ１１３〜１１５のいずれかで生じた短絡破壊などの異常を検出するもので、これら抵抗２２、２３の接続点の出力（電圧）Ｂを制御部２４に入力する。

制御部２４は、マイクロコンピュータなどからなるもので、上述した抵抗２０、２１の接続点、抵抗２２、２３の接続点、電源監視回路４、抵抗２５を介して前記第１のトランジスタ１２のベース、抵抗２６を介して前記第２のトランジスタ１８のベースがそれぞれ接続され、さらに表示部２７が接続されている。表示部２７は、ＬＥＤ１１１〜１１５のいずれかに短絡破壊などの異常が発生した場合、この旨を表示する。

制御部２４は、電源異常検出手段２４１、切換え制御手段２４２、閾値設定手段２４３、光源異常検出手段２４４を有している。電源異常検出手段２４１は、電源監視回路４からの検出信号により交流電源１の異常として、例えば停電を検出する。切換え制御手段２４２は、電源異常検出手段２４１が停電でない常用時を判定すると、第１のトランジスタ１２をオン制御し、また、電源異常検出手段２４１が停電、つまり非常時を判定すると、第２のトランジスタ１８をオン制御する。閾値設定手段２４３は、ＬＥＤ１１１〜１１２のいずれかにも短絡破壊が発生していない状態での抵抗２０と抵抗２１の接続点の出力（電圧）Ａ、ＬＥＤ１１３〜１１５のいずれにも短絡破壊が発生していない状態での抵抗２２と抵抗２３の接続点の出力（電圧）Ｂとしたとき、ＬＥＤ１１１〜１１２に対する閾値Ｔ１を（Ａ−Ｂ）に設定し、ＬＥＤ１１３〜１１５に対する閾値Ｔ２をＢに設定している。ここで、Ｔ１、Ｔ２のような閾値の取り方をしているのは、制御部２４として用いられるマイクロコンピュータと図示Ｇ点とが共通のグランドラインになっているためで、これにより閾値Ｔ１をＡ−Ｂとすることができ、複雑な回路構成とならずに異常検出が可能となる。光源異常検出手段２４４は、不図示の入力操作部より装置点検の指示が出力されると、閾値設定手段２４３に予め用意された閾値Ｔ１と抵抗２０、２１の接続点の出力（電圧）Ａ、閾値Ｔ２と抵抗２２、２３の接続点の出力（電圧）Ｂをそれぞれ比較し、これらの比較結果からＬＥＤ１１１〜１１２及びＬＥＤ１１３〜１１５の短絡破壊などの異常を検出する。この場合、ＬＥＤ１１１〜１１２のいずれかに短絡破壊などの異常が発生していると、この短絡破壊したＬＥＤの分だけ抵抗２０、２１の接続点の出力（電圧）Ａが低下し閾値Ｔ１を下回ることにより異常を検出する。同様に、ＬＥＤ１１３〜１１５のいずれかに短絡破壊などの異常が発生していると、この短絡破壊したＬＥＤの分だけ抵抗２２、２３の接続点の出力（電圧）Ｂが低下して閾値Ｔ２を下回ることにより異常を検出する。また、光源異常検出手段２４４は、ＬＥＤ１１１〜１１５のいずれかに異常を検出すると、表示部２７にその旨を表示させる。

次に、このように構成した実施の形態の作用を説明する。

いま、交流電源１が正常で、電源監視回路４より停電等の検出信号が出力されない場合、制御部２４の電源異常検出手段２４１は、停電でない「常時」を検出する。これにより、切換え制御手段２４２は、抵抗２５を介して第１のトランジスタ１２をオン制御する。

この状態で、スイッチ制御部７によりスイッチング素子６がオンオフ制御されると、スイッチング電流がフライバックトランス５の１次巻線５１に流れ、スイッチング素子６のオンでフライバックトランス５の１次巻線５１にエネルギーが蓄積され、スイッチング素子６のオフで、１次巻線５１に蓄積したエネルギーが２次巻線５２、３次巻線５３を通して放出される。このうち３次巻線５３からのエネルギー放電は、整流平滑回路９より直流電力として発生し、この直流電力は常時光源点灯回路１０を介してＬＥＤ１１１〜１１５に供給される。これにより、これらＬＥＤ１１１〜１１５は点灯される。

この場合、常時光源点灯回路１０は、ＬＥＤ１１１〜１１５に直列に接続された抵抗１３両端の電圧を検出し、この検出信号をフィードバック回路１４を介してスイッチ制御部７にフィードバックする。スイッチ制御部７は、フィードバックされた検出信号により抵抗１３両端の電圧がある一定電圧になるようにスイッチング素子６のオンオフを制御し、整流平滑回路９よりＬＥＤ１１１〜１１５に流れる電流を一定に制御する。

また、３次巻線５３からのエネルギー放電により、整流平滑回路８からも直流電力が発生し、この直流電力が充電回路１５に供給され、この状態で、充電回路１５によりバッテリ１６が充電される。

この状態から、ＬＥＤ１１１〜１１５のいずれかに短絡破壊などの異常が発生した場合、例えば、ＬＥＤ１１１に短絡破壊が発生すると、この短絡破壊したＬＥＤ１１１を通してＬＥＤ１１２〜１１５に整流平滑回路８からの直流電力が供給される。この場合も、常時光源点灯回路１０は、抵抗１３両端の電圧を検出し、この検出信号をフィードバック回路１４を介してスイッチ制御部７にフィードバックし、スイッチ制御部７により抵抗１３両端の電圧がある一定電圧になるようにスイッチング素子６のオンオフを制御し、整流平滑回路９よりＬＥＤ１１２〜１１５に流れる電流が一定になるようにしている。これにより、正常なＬＥＤ１１２〜１１５には、短絡破壊が発生する前と同じ電流が供給され、異常発生前と同様に点灯される。

次に、停電などにより交流電源１の電圧を低下し、電源監視回路４より停電検出信号が出力されると、制御部２４の電源異常検出手段２４１は、停電の「非常時」を検出する。これにより、切換え制御手段２４２は、今度は、抵抗２６を介して第２のトランジスタ１８をオン制御する。

この場合、バッテリ１６が放電を開始し、このバッテリ１６からの直流電力が非常時光源点灯回路１７を介してＬＥＤ１１１〜１１５に供給される。これにより、これらＬＥＤ１１１〜１１５は続けて点灯される。

また、非常時光源点灯回路１７は、ＬＥＤ１１１〜１１５に直列に接続された抵抗１９両端の電圧を検出し、この検出信号により抵抗１９両端の電圧がある一定電圧になるように、つまりバッテリ１６よりＬＥＤ１１１〜１１５に流れる電流が一定になるように制御する。この場合、ＬＥＤ１１１〜１１５に流れる電流は、常用時にＬＥＤ１１１〜１１５に流れる電流より小さく設定されており、この電流により点灯されるＬＥＤ１１１〜１１５の輝度を常用時に比べ低減させている。

この状態から、ＬＥＤ１１１〜１１５のいずれかに短絡破壊などの異常が発生した場合、例えばＬＥＤ１１１に短絡破壊が発生すると、この短絡破壊したＬＥＤ１１１を通してＬＥＤ１１２〜１１５にバッテリ１６からの直流電力が供給される。この場合も、非常時光源点灯回路１７は、抵抗１９両端の電圧を検出し、この検出信号により抵抗１９両端の電圧がある一定電圧になるように制御し、バッテリ１６よりＬＥＤ１１２〜１１５に流れる電流が常に一定になるようにしている。これにより、正常なＬＥＤ１１２〜１１５には、短絡破壊が発生する前と同じ電流が供給され、異常発生前と同様に点灯される。

次に、不図示の入力操作部より装置点検の指示が入力されると、光源異常検出手段２４４は、閾値設定手段２４３に予め用意された閾値Ｔ１と抵抗２０、２１の接続点の出力（電圧）Ａ、閾値Ｔ２と抵抗２２、２３の接続点の出力（電圧）Ｂをそれぞれ比較する。

この場合、閾値Ｔ１と抵抗２０、２１の接続点の出力（電圧）が等しく、閾値Ｔ２と抵抗２２、２３の接続点の出力（電圧）が等しければ、ＬＥＤ１１１〜１１５のいずれにも異常のないことが検出される。

一方、ＬＥＤ１１１〜１１２のいずれかに短絡破壊などの異常が発生した場合、例えば、ＬＥＤ１１１に短絡破壊が発生すると、この短絡破壊したＬＥＤ１１１の端子電圧はゼロとなり、抵抗２０、２１の接続点の出力（電圧）Ａが低下する。これにより、抵抗２０、２１の接続点の出力（電圧）は、閾値Ｔ１を下回ることになり、光源異常検出手段２４４は、光源異常を検出する。同様に、ＬＥＤ１１３〜１１５のいずれかに短絡破壊などの異常が発生した場合、例えば、ＬＥＤ１１３に短絡破壊が発生すると、この短絡破壊したＬＥＤ１１３の端子電圧はゼロとなり、抵抗２２、２３の接続点の出力（電圧）Ｂが低下する。これにより、抵抗２２、２３の接続点の出力（電圧）が閾値Ｔ２を下回ることになり、光源異常検出手段２４４は、光源異常を検出する。

光源異常検出手段２４４は、これらＬＥＤ１１１〜１１５の異常を検出すると、表示部２７にその旨の光源異常を表示させる。この場合、表示部２７は、抵抗２０、２１の接続点の出力（電圧）Ａが閾値Ｔ１を下回ったときの光源異常Ａ１と、抵抗２２、２３の接続点の出力（電圧）Ｂが閾値Ｔ２を下回ったときの光源異常Ｂ１を別々に表示することができる。こうすれば、光源異常Ａが表示されれば、ＬＥＤ１１１〜１１２のいずれかの異常、光源異常Ｂが表示されたときは、ＬＥＤ１１３〜１１５のいずれかの異常をそれぞれ区別して報知できる。

したがって、このようにすれば、交流電源１の交流電力よりスイッチング素子６のオンオフ制御によりフライバックトランス５を介して生成された直流電力を常時光源点灯回路１０を介してＬＥＤ１１１〜１１５からなる光源に供給し、これらＬＥＤ１１１〜１１５を点灯させ、また、フライバックトランス５を介して生成された直流電力により充電されるバッテリ１６を有し、交流電源１の停電などの異常の際に、バッテリ１６により非常時光源点灯回路１７を介してＬＥＤ１１１〜１１５を点灯させるようにしたもので、常用電源が正常時である常時と点検時に光源異常検出手段２４４によりＬＥＤ１１１〜１１５の異常検出を行うようにした。これにより、光源異常検出手段２４４が動作する状態は、常に商用電源が供給されている場合で、常に安定した電力が供給されている状態であるため、検出時の制御動作も安定し、検出結果の精度も向上させることができる。このことは、逆に、非常時に光源異常検出手段２４４を動作させて異常検査を行なうと、不安定な補助電源からの供給電力で動作させることになり制御動作が安定せず、結果的に誤動作を招く虞がある。

また、点検時に行われるＬＥＤ１１１〜１１５の異常検出は、作業者の意図の下、作業者が立会って常に行われるので、ＬＥＤ１１１〜１１５中に異常のものがあれば、これを直ちに発見でき、かかる異常検出を確実にできる。

さらに、常用電源が正常時である常時と点検時に異常検出を行うことは、従来の非常時に光源異常発を検出して制御するため特別な機能を設ける必要のあるものと比べ、非常時の複雑な制御が必要でなくなり、回路構成を簡単にできるとともに、誤動作の原因を除去でき、防災照明の信頼性を高めることもできる。さらに、非常時に光源異常があっても光源を確実に点灯するようにしているので、非常時の安全性も向上させることができる。

なお、上述では、外部操作により装置点検を実行するようにしが、点検時期を制御部２４が記憶していて、この記憶した点検時期になると、自動的に装置点検を実行するようにしてもよい。その他、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。

さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。

本発明の第１の実施の形態にかかる防災照明用点灯装置が適用される誘導灯の概略構成を示す図。 第１の実施の形態にかかる防災照明用点灯装置の概略構成を示す図。

符号の説明

１…交流電源、４…電源監視回路
５…フライバックトランス、６…スイッチング素子
７…スイッチ制御部、８、９…整流平滑回路
１０…常時光源点灯回路、１１１〜１１５…ＬＥＤ
１５…充電回路、１６…バッテリ
１７…非常時光源点灯回路、２４…制御部
２４１…電源異常検出手段、２４２…切換え制御手段
２４３…閾値設定手段、２４４…光源異常検出手段
２７…表示部、１０１…誘導灯本体、１０４…標識

Claims (6)

1. 交流電源から供給される交流電力により光源を点灯させる常時光源点灯手段と；
   前記交流電源から供給される交流電力により充電される補助電源を有し、前記交流電源の異常時又は前記補助電源の状態を点検する点検時に前記補助電源からの電力供給によりにより前記光源を点灯させる非常時光源点灯手段と；
   常時及び点検時に前記光源の異常を検出する光源異常検出手段と；
   を具備したことを特徴とする防災照明用点灯装置。
2. 前記交流電源の異常を検出する電源異常検出手段と；該異常検出手段での異常検出により前記光源の点灯を前記常時光源点灯手段から前記非常時光源点灯手段に切換える切換制御手段；、をさらに有することを特徴とする請求項１記載の誘導灯点灯装置。
3. 前記光源は、複数直列接続された発光ダイオードからなることを特徴とする請求項１又は２記載の防災照明用点灯装置。
4. 前記非常時光源点灯手段は、前記複数の発光ダイオードのいずれかに短絡破壊が発生しても、該短絡破壊した以外の正常発光ダイオードを点灯させることを特徴とする請求項３記載の防災照明用点灯装置。
5. 前記光源異常検出手段は、前記複数の発光ダイオードのうち１個以上の発光ダイオード間の出力と予め設定された閾値との比較結果から光源異常を検出することを特徴とする請求項３記載の防災照明用点灯装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一記載の防災照明用点灯装置と；
   前記防災照明用点灯装置が設けられる機器本体と；
   を具備したことを特徴とする防災照明装置。

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