JP2011082045A

JP2011082045A - Ｌｅｄランプ

Info

Publication number: JP2011082045A
Application number: JP2009234092A
Authority: JP
Inventors: Makoto Igarashi; 信五十嵐
Original assignee: IGARASHI BUSSAN KK
Current assignee: IGARASHI BUSSAN KK
Priority date: 2009-10-08
Filing date: 2009-10-08
Publication date: 2011-04-21

Abstract

【課題】従来の蛍光灯をはじめとする照明用ランプと置き換えが容易で、電源切断後も、所定時間点灯状態を保つことができるＬＥＤランプを提供する。
【解決手段】ＬＥＤ式蛍光管本体５００の内部に、整流・平滑回路２００と、消灯時間遅延回路３００と、発光部４００とを内包し、ＬＥＤ式蛍光管の点灯期間中にコンデンサに充電した電荷を、前記ＬＥＤ式蛍光管の電源切断時に放電して、前記ＬＥＤ式蛍光管の発光部４００に印加することで、ＬＥＤ式蛍光管の点灯状態を保持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、停電等の予期せぬ電源切断が発生しても、所定時間点灯状態を保つことができるＬＥＤランプに関する。

災害発生時に、被災者の避難誘導を安全かつ迅速に行うため、従来、商用施設や工業施設、宿泊施設には誘導灯が設置されている。このような誘導灯として、例えば、特許文献１に示されるように、電源切断時に、内蔵する充電池の働きによって、所定時間点灯状態を保つことができる、消灯時間遅延機能を有するものが公開されている。

特開平７−１６９５７２号公報

従来使用されている誘導灯にあっては、内部に充電池を有し、停電時には前記充電池によって消灯時間の遅延を実現している。

しかしながら、この誘導灯には、充電池を使うため、構成部品が増えて回路規模が増大するという課題や、充電池の寿命から、数年毎に交換を要するという課題が残っている。

さらに、従来の蛍光灯にこうした消灯時間遅延機能を持たせると、充電池や充電回路を設置する必要があるため、サイズが増し、従来の蛍光灯と互換性の確保が困難である。

本発明は上記に鑑みなされたもので、蛍光灯をはじめとする、従来の照明用ランプと置き換えが容易で、電源切断後も所定時間点灯状態を保つことができるＬＥＤランプを提供することを目的とする。

本発明に係るＬＥＤランプは、蛍光灯をはじめ、白熱電球のような照明用ランプを含み、消灯時間遅延手段をＬＥＤランプの内部に設けたことにより、外部に充電池や、前記充電池用の充電回路を接続することなく、従来の照明用ランプと置き換えが容易で、かつ、電源切断後も所定時間点灯状態を保つことができる。
すなわち、本発明に係るＬＥＤランプは、電源切断時に、点灯状態を所定時間保持する消灯時間遅延手段を有する、複数のＬＥＤを含むＬＥＤランプにおいて、前記ＬＥＤが内包された管体やバルブに前記消灯時間遅延手段を内包したことを特徴とする。

従って、本発明に係るＬＥＤランプによれば、電源切断後も、所定時間点灯状態を保つとともに、外部に、充電池や、前記充電池用の充電回路を接続することなく、従来の蛍光灯をはじめとする照明用ランプと置き換えて使用することが可能である。
また、本発明に係るＬＥＤランプは、前記消灯時間遅延手段が、直列に接続された抵抗とコンデンサとから構成され、前記ＬＥＤランプの点灯期間中に前記コンデンサを充電し、電源切断時に前記コンデンサを放電して、発生した電圧を、前記ＬＥＤランプの発光部に印加して、点灯状態を所定時間保持する構成とすることが望ましい。
このように構成された本発明に係るＬＥＤランプによれば、前記ＬＥＤランプの点灯期間中にコンデンサに充電した電荷を、前記ＬＥＤランプの電源切断時に放電して、前記ＬＥＤランプの発光部に印加することで、前記ＬＥＤランプの点灯状態を保持することが可能であるため、充電池を必要とせずに、消灯時間遅延機能を実現できる。

また、本発明に係るＬＥＤランプは、前記ＬＥＤランプに含まれる複数のＬＥＤのうち、一部のＬＥＤが、前記消灯時間遅延手段によって点灯状態を所定時間保持させられる構成であることが望ましい。

このように構成された本発明に係るＬＥＤランプによれば、小電力でＬＥＤを残光させられるため、災害時の避難誘導用として実用になる残光時間を確保することができる。

また、本発明に係るＬＥＤランプは、所定の操作によって前記ＬＥＤランプの電源が切断されたこと、を検出する電源切断操作検出手段を有し、前記電源切断操作が検出されたときは、前記消灯時間遅延手段を作用させない構成であることが望ましい。

このように構成された本発明に係るＬＥＤランプによれば、スイッチ操作による電源切断時には消灯時間遅延機能を働かせず、停電等の意図しない電源切断時にのみ、前記消灯時間遅延機能を働かせることができる。これにより、電源切断の度にＬＥＤランプの点灯状態が保持されてしまうという煩わしさを防ぐことができる。

本発明に係るＬＥＤランプによれば、蛍光灯をはじめとする照明用ランプと置き換えて使用することが可能であり、かつ、電源切断時に、所定時間点灯状態を保つことができるため、万が一の災害時に、避難のための安全確保ができるという効果が得られる。

（ａ）本発明の第１実施形態に係るＬＥＤ式蛍光管の回路図である。（ｂ）本発明の第１実施形態に係るＬＥＤ式蛍光管の電源切断時の回路図である。本発明のＬＥＤ式蛍光管における、電源切断後の輝度変化を示すグラフである。（ａ）本発明のＬＥＤ式蛍光管の外観図である。（ｂ）本発明のＬＥＤ式蛍光管の構造を示す断面図である。（ｃ）本発明のＬＥＤ式蛍光管の照射範囲を示す断面図である。本発明の第２実施形態に係るＬＥＤ式蛍光管の回路図である。

以下、本発明に係るＬＥＤランプの実施形態について、図面を参照して説明する。

本実施例は、本発明を蛍光灯に適用したものである。以下、ＬＥＤランプをＬＥＤ式蛍光管と称して、動作を説明する。

図１（ａ）は、本発明の実施形態に係るＬＥＤ式蛍光管の回路構成を示す回路図である。本発明に係るＬＥＤ式蛍光管本体５００（管体）は、図１（ａ）の通り、交流電圧を直流電圧に変換する整流・平滑回路２００と、消灯時間遅延回路３００（消灯時間遅延手段）と、発光部４００とから構成される。

なお、整流・平滑回路２００と、消灯時間遅延回路３００と、発光部４００とは、管体５００に内包されており、この管体５００は、外部の商用交流電源１０、および電源スイッチ１００と直列に接続されている。

整流・平滑回路２００は、整流用ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４と、突入電流を抑制するサーミスタＴ１と平滑用コンデンサＣ１とからなる。

消灯時間遅延回路３００は、電源切断時に、点灯状態を所定時間保持するものであり、１方向にのみ電流を流し、充電コンデンサＣ６、Ｃ７の放電が漏れないようにする定電流ダイオードＣＲＤ１と、ダイオードＤ５と、充電制御抵抗Ｒ６、Ｒ７と、充電コンデンサＣ６、Ｃ７と、充電コンデンサＣ６、Ｃ７の放電時に、充電制御抵抗Ｒ６、Ｒ７による電圧降下を防ぐダイオードＤ６、Ｄ７と、残光時間を規定する抵抗Ｒ５とからなる。

発光部４００は、ｎ個の発光ダイオードＬＥＤ1、ＬＥＤ2、…、ＬＥＤnからなる。

次に、本実施形態に係るＬＥＤ式蛍光管の作用について説明する。電源スイッチ１００が投入されると、商用交流電源１０から整流・平滑回路２００に、交流電圧が印加される。前記交流電圧は、整流用ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４で整流され、平滑用コンデンサＣ１で平滑化されて、直流電圧が生成される。なお、整流用ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の後段には、突入電流を抑制するサーミスタＴ１が接続される。

前記直流電圧は、定電流ダイオードＣＲＤ１を経て、発光部４００に印加され、ＬＥＤ1、ＬＥＤ2、…、ＬＥＤnを点灯させる。また、ＬＥＤの点灯と同時に、充電コンデンサＣ６とＣ７が充電される。

停電等による予期せぬ電源切断が発生すると、図１（ａ）の回路は、図１（ｂ）のように、商用交流電源１０が切断された状態となる。すると、充電コンデンサＣ６に貯まった電荷が、ダイオードＤ６、抵抗Ｒ５を経て放電される。また、充電コンデンサＣ７に貯まった電荷が、ダイオードＤ７、抵抗Ｒ５を経て放電される。この放電による電圧が、ＬＥＤ1、ＬＥＤ2、…、ＬＥＤnに印加され、ＬＥＤ1、ＬＥＤ2、…、ＬＥＤnは点灯状態を保つ。充電コンデンサＣ６とＣ７の放電が完了すると、ＬＥＤ1、ＬＥＤ2、…、ＬＥＤnは消灯する。

ここで、消灯時間遅延回路３００は、充電制御抵抗と充電コンデンサを直列に接続した回路を２つ内蔵している。原理的には、充電コンデンサが１個あれば、消灯時間遅延機能を実現できるが、１個の充電コンデンサで充放電回路を構成し、残光時間を長く設定すると、大容量の充電コンデンサが必要になる。すると、充電コンデンサのサイズが大きくなるため、ＬＥＤ式蛍光管に内包するのが困難になってしまう。

実用的な容量の充電コンデンサを使って、所定の残光時間を確保するには、複数の充電コンデンサを使用すればよい。本実施例では、充電コンデンサを２個使っているが、これにより、充電コンデンサ全体のサイズを小さく抑えることができ、管体５００の内部に、充電コンデンサを含む消灯時間遅延回路３００を内包することが可能となる。

次に、消灯時間遅延回路３００によって制御される残光時間について、図２を用いて説明する。図２に記載したＬＥＤの輝度変化特性Ｓ１は、図１（ａ）の回路にて、電源スイッチ１００を切断してからの経過時間ｔに対する、ＬＥＤ1、ＬＥＤ2、…、ＬＥＤnの輝度Ｌの変化を示すものである。また、ＬＥＤの輝度変化特性Ｓ２は、図１（ａ）にて抵抗Ｒ５の値を半分にした場合の、前記輝度Ｌと、前記経過時間ｔとの関係を示すものである。

抵抗Ｒ５の値を半分にした場合、ＬＥＤの輝度は、変化特性Ｓ２に示されるように、電源切断後、短時間で減衰し、周囲を目視確認できる最低輝度Ｌ０を下回ってしまう。

例えば、災害時の避難誘導の用途を想定すると、残光時間は、少なくとも１分程度は必要である。このように、必要な残光時間に応じて、抵抗Ｒ５の値を設定すればよい。

なお、以上説明した本実施例のＬＥＤ式蛍光管は、従来の蛍光管との置き換えが可能な構造を有している。すなわち、整流・平滑回路２００と、消灯時間遅延回路３００と、発光部４００とは、管体５００に内包される。

図３（ａ）は、本発明に係るＬＥＤ式蛍光管の外観図である。また、図３（ｂ）、図３（ｃ）は、各々、図３（ａ）のＡ−Ａ’断面図を示す。図３（ｂ）において、整流・平滑回路２００と消灯時間遅延回路３００とは、回路基板６００に実装され、管体５００に内包される。

管体５００は、回路基板６００と発光部４００とを固定する部品固定用台座５２０と、アクリル樹脂やポリカーボネイトガラスで構成される透光性を有する照明照射部５３０とから構成される。なお、部品固定用台座５２０は、照明照射部５３０を円筒形に成形し、そこに内包させる構成にしてもよい。

回路基板６００には、充電コンデンサ６１０と、抵抗６２０と、ダイオード６３０とが、各々複数実装され、これらは、外部から見えないよう、部品固定用台座５２０の内部に配設される。こうして、管体５００の外部から、回路基板６００が視認されることによる、見栄え（外観品質）の低下を防止する。

また、発光部４００は、ＬＥＤ４４０が実装されたＬＥＤ基板４２０と、ＬＥＤ４５０が実装されたＬＥＤ基板４３０の２つのブロックに分かれて、部品固定用台座５２０に固定される。具体的には、ｎ個のＬＥＤの半分はＬＥＤ基板４２０に実装され、残りの半分はＬＥＤ基板４３０に実装される。なお、回路基板６００、ＬＥＤ基板４２０、４３０は、部品固定用台座５２０の長手方向に差し込み固定される。

発光部４００は部品固定用台座５２０の外面側に配設され、ＬＥＤ４４０、４５０から出射した光は、透光性を有する照明照射部５３０を透過し、図３（ｃ）に示す照射範囲を照らす構成になっている。ここで、個々のＬＥＤは照射角１２０°を有する。また、ＬＥＤ基板４２０と４３０とは、６０°の角度を有して固定されており、ＬＥＤ４４０と４５０とを合わせて、１８０°の照射範囲を有する構造になっている。

以上説明したように、本実施例１のＬＥＤ式蛍光管によると、電源切断後も、所定時間点灯状態を保つとともに、外部に充電池や、前記充電池用の充電回路を接続することなく、従来の蛍光灯と置き換えて使用することが可能である。

なお、本実施例１は、本発明を蛍光灯に適用したものであるが、これは、蛍光灯に限らず、白熱電球をはじめとする照明用ランプに適用することができる。

図４は、本発明に係るＬＥＤ式蛍光管の第２実施例の回路構成を示す回路図である。本実施例に係るＬＥＤ式蛍光管は、図４の通り、商用交流電源１０と、４つの接続端子Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を有する双極双投スイッチからなる電源スイッチ１１０（電源切断操作検出手段）と、交流電圧を直流電圧に変換する整流・平滑回路２００と、消灯時間遅延回路３１０（消灯時間遅延手段）と、発光部４１０とから構成される。なお、整流・平滑回路２００と、消灯時間遅延回路３１０と、発光部４１０とは、ＬＥＤ式蛍光管本体５１０（管体）に内包される。

整流・平滑回路２００は、整流用ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４と、突入電流を抑制するサーミスタＴ１と平滑用コンデンサＣ１からなる。

消灯時間遅延回路３１０は、１方向にのみ電流を流し、充電コンデンサＣ６、Ｃ７の放電が漏れないようにする定電流ダイオードＣＲＤ１と、ダイオードＤ５と、充電制御抵抗Ｒ６、Ｒ７と、充電コンデンサＣ６、Ｃ７と、充電コンデンサＣ６、Ｃ７の放電時に、充電制御抵抗Ｒ６、Ｒ７による電圧降下を防ぐダイオードＤ６、Ｄ７と、残光時間を規定する抵抗Ｒ５と、定電流ダイオードＣＲＤ２とからなる。

発光部４１０は、ｎ個の発光ダイオードＬＥＤ1、ＬＥＤ2、…、ＬＥＤnからなる。このうち、ＬＥＤ1、ＬＥＤ2、…、ＬＥＤiは、定電流ダイオードＣＲＤ１に接続され、ＬＥＤi+1、ＬＥＤi+2、…、ＬＥＤnは、定電流ダイオードＣＲＤ２に接続される。

次に、本実施形態に係るＬＥＤ式蛍光管の作用について説明する。電源スイッチ１１０（電源切断操作検出手段）が商用交流電源１０側に投入され、接続端子Ｐ２とＰ４が各々導通すると、整流・平滑回路２００に交流電圧が印加される。前記交流電圧は、整流用ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４で整流され、平滑用コンデンサＣ１で平滑化されて、直流電圧に変換される。なお、整流用ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の後段には、突入電流を抑制するサーミスタＴ１が接続される。

前記直流電圧は、定電流ダイオードＣＲＤ１を経て発光部４１０に印加され、ＬＥＤ1、ＬＥＤ2、…、ＬＥＤiを点灯させる。さらに、前記直流電圧は、定電流ダイオードＣＲＤ２を経て発光部４１０に印加され、ＬＥＤi+1、ＬＥＤi+2、…、ＬＥＤnを点灯させる。また、それと同時に、充電コンデンサＣ６とＣ７が充電される。

ここで、停電等による予期せぬ電源切断が発生すると、電源が供給されなくなるため、ＬＥＤi+1、ＬＥＤi+2、…、ＬＥＤnは即座に消灯する。

この時、充電コンデンサＣ６に貯まった電荷が、ダイオードＤ６、抵抗Ｒ５を経て放電され、また、充電コンデンサＣ７に貯まった電荷が、ダイオードＤ７、抵抗Ｒ５を経て放電されるため、ＬＥＤ1、ＬＥＤ2、…、ＬＥＤiは点灯状態を保つ。充電コンデンサＣ６とＣ７の放電が完了すると、ＬＥＤ1、ＬＥＤ2、…、ＬＥＤiは消灯する。

一方、手動操作にて、電源スイッチ１１０が切断されると、接続端子Ｐ１とＰ３が各々導通して、ＬＥＤi+1、ＬＥＤi+2、…、ＬＥＤnは即座に消灯する。

この時、充電コンデンサＣ６に貯まった電荷は、ダイオードＤ６、抵抗Ｒ５を経て、また、充電コンデンサＣ７に貯まった電荷は、ダイオードＤ７、抵抗Ｒ５を経て、接続端子Ｐ１に放電される。これにより、ＬＥＤ1、ＬＥＤ2、…、ＬＥＤiも即座に消灯する。

以上説明したように、本実施例２のＬＥＤ式蛍光管によると、意図した、スイッチによる電源切断の度に、点灯状態が保持されてしまうという煩わしさを防ぐことができる。

また、本実施例２のＬＥＤ式蛍光管では、ｎ個のＬＥＤのうち、一部のＬＥＤのみを残光させる構成にしているため、ＬＥＤを発光させるための消費電力を減らすことができ、これにより、残光時間をさらに長くすることができる。

なお、本実施例２は、本発明を蛍光灯に適用したものであるが、これは、蛍光灯に限らず、白熱電球をはじめとする、照明用ランプに適用することができる。

１０商用交流電源１００電源スイッチ２００整流・平滑回路３００消灯時間遅延回路４００発光部５００ＬＥＤ式蛍光管本体（管体）

Claims

電源切断時に、点灯状態を所定時間保持する消灯時間遅延手段を有する、複数のＬＥＤを含むＬＥＤランプにおいて、前記ＬＥＤが内包された管体やバルブに、前記消灯時間遅延手段を内包したことを特徴とするＬＥＤランプ。
請求項１記載のＬＥＤランプにおいて、前記消灯時間遅延手段が、直列に接続された抵抗とコンデンサとから構成され、前記ＬＥＤランプの点灯期間中に前記コンデンサを充電し、電源切断時に前記コンデンサを放電して、前記放電によって発生した電圧を、前記ＬＥＤランプの発光部に印加するものであることを特徴とするＬＥＤランプ。
請求項１項、もしくは２項記載のＬＥＤランプにおいて、前記ＬＥＤランプに含まれる複数のＬＥＤのうち、一部のＬＥＤが、前記消灯時間遅延手段によって点灯状態を所定時間保持させられることを特徴とするＬＥＤランプ。
請求項１から３のうちいずれか１項記載のＬＥＤランプにおいて、所定の操作によって前記ＬＥＤランプの電源が切断されたこと、を検出する電源切断操作検出手段を有し、前記電源切断操作が検出されたときは、前記消灯時間遅延手段を作用させないことを特徴とするＬＥＤランプ。