JP2011203807A - 火災警報機能付きｌｅｄ照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤを光源とする光源部を備えた一般照明装置に火災警報機能を持たせ、該光源部で平常時と異常時の両方の照明機能を果たすと共に異常時の警報表示を行い、更に、高温環境下に晒されても照明装置自体の破壊に起因する二次災害が発生しないような二次災害発生防止手段を備えた照明装置を提供する。
【解決手段】光源部をフルカラーＬＥＤランプで構成し、平常時の一般照明点灯モードにおいては白色光による照明を行い、災害時の非常時照明点灯モードにおいては赤色光の点滅により警告を発したり、煙の中でも視認性が良好な光色を有する照明光で安全な避難行動を確保したり、煙により視界が低下した場合にＬＥＤの駆動電流を増加することにより照射光量を増やして照明を明るくする。また、温度センサによる検知温度が予め設定された温度よりも高くなった時点でシステムをダウンさせる作動停止手段を備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、火災警報機能を備えたＬＥＤ照明装置に関する。

従来の火災警報器には、火災に係わる異常検知と警報発信の機能の他に、異常発生後の停電時における非常用照明に係る機能を備えたものがある。

具体的には、異常を検出する検出部、検出部の出力に基づき異常の有無を判別する判別部、及び判別部からの異常発生信号を受けて異常警報を発する警報部と共に、非常用照明、光センサ、及び内部電源を備えており、火災が発生した際に非常照明部の光源となるＬＥＤをパルス点灯することにより警報表示の機能を果たしたり、異常発生後の停電の際に、通常時には商用電源で駆動されている一般照明器具に代わって、内部電源からの給電で非常照明部を駆動することにより非常時の照明機能を果たすものである（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００５−２９３３０８号公報

ところで、上述の機能を有する従来の火災警報器は、例えば室内に設置する場合、室内には一般照明用の照明器具と火災警報器に備えられた非常照明部（非常照明用の照明器具）の両方が設置されることになり、設備コストを上昇させる要因となる。

また、火災警報器に備えた非常照明部に照明機能を持たせることは火災警報器の大型化が避けられず、設置場所の自由度が損なわれると共に、簡易な設置方法を採用することができなくなる。

更に、光源として用いられたＬＥＤの点灯時に、火災による熱とＬＥＤの自己発熱とが重畳されることによる高温環境下において火災警報器自体のシステムが破壊され、更なる火災等の二次災害の発生源となる可能性がある。

そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、ＬＥＤを光源とする光源部を備えた一般照明装置に火災警報機能を持たせ、該光源部で平常時と異常時の両方の照明機能を果たすと共に異常時の警報表示を行い、更に、高温環境下に晒されても照明装置自体の破壊に起因する二次災害が発生しないような二次災害発生防止手段を備えた照明装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、前面を透明カバーとした筺体の内部空間に、複数の多色発光ＬＥＤと、前記多色発光ＬＥＤが実装されてその光照射方向を前記透明カバーの方向に向けた基板と、前記多色発光ＬＥＤと前記透明カバーとの間に位置して前記多色発光ＬＥＤからの照射光の光路制御を行ってその制御光を前記透明カバーに照射する光学レンズと、周囲温度を検知する温度センサ、及び周囲の煙を検知する煙検知センサと、前記煙検知センサによる煙の検知、又は前記温度センサの検知温度に基づき予め設定された点灯モードで前記多色発光ＬＥＤを駆動する駆動手段と、前記温度センサによる検知温度が予め設定された温度よりも高くなった時点でシステムをダウンさせる作動停止手段を有するコントロールユニットと、停電時に電力を供給する非常用バッテリーを、備えたことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記多色発光ＬＥＤはフルカラーＬＥＤであることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１又は請求項２において、前記点灯モードは、前記多色発光ＬＥＤの点灯パターン及び発光色を変えることにより構成されることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項１から請求項３のいずれかにおいて、前記透明カバーは、少なくとも前記多色発光ＬＥＤの光照射領域に拡散処理が施されていることを特徴とするものである。

本発明の火災警報機能付きＬＥＤ照明装置は、光源部を多色発光ＬＥＤランプで構成し、平常時の一般照明点灯モードにおいては白色光による照明を行い、災害時の非常時照明点灯モードにおいては赤色光の点滅により警告を発したり、煙の中でも視認性が良好な光色を有する照明光で安全な避難行動を確保したり、煙により視界が低下した場合にＬＥＤの駆動電流を増加することにより照射光量を増やして照明を明るくする。また、温度センサによる検知温度が予め設定された温度よりも高くなった時点でシステムをダウンさせる作動停止手段を備える。

その結果、ＬＥＤの特徴である、駆動方法の簡易さ、光色及び明るさ可変の容易さなどを活用することにより、平常時の照明及び災害時の警告、照明を効果的に行うことができる。また、照明装置と火災報知器を別々に設置した場合に比べて、その分、製造コストの低減及び設置スペースの省スペース化が図られる。更に、照明装置自体のシステムダウン機能により、照明装置自体の破壊に起因する二次災害の発生を防止することが可能となる。

実施形態の平面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 ＬＥＤランプの発光色の説明図である。 ＬＥＤランプの色度座標の説明図である。 実施形態の回路ブロック図である。 実施形態のシステム制御に係わるフローチャートである。 照射光の照射を説明するタイミングチャートである。 同じく、照射光の照射を説明するタイミングチャートである。 同じく、照射光の照射を説明するタイミングチャートである。

以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図９を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。

図１は実施形態の平面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。

火災警報機能付きＬＥＤ照明装置（以下、照明装置と略称する）１の基本構成は、透明カバー２と裏蓋３とで区画された内部空間４内に、煙検知センサ（以下、煙センサと略称する）５、温度検知センサ（以下、温度センサと略称する）６、コントロールユニット１０、光源部３０、及び非常用バッテリー（以下、バッテリーと略称する）５０が収容されている。

光源部３０は、光源となる複数のＬＥＤランプ３１と、該ＬＥＤランプ３１が実装された回路基板３２と、ＬＥＤランプ３１の出射光の光路制御を行う光学レンズ３３とで構成されている。

各ＬＥＤランプ３１は発光源として図３に示すように、赤色光（Ｒ）を発光する赤色ＬＥＤ素子３４Ｒと、緑色光（Ｇ）を発光する緑色ＬＥＤ素子３４Ｇと、青色光（Ｂ）を発光する青色ＬＥＤ素子３４Ｂの３種のＬＥＤ素子３４を備えており、夫々のＬＥＤ素子３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂへの給電電流を制御して赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）及び青色光（Ｂ）の３原色光の混合比を変えることにより、図４に示すＣＩＥ色度座標上における赤色光（Ｒ）と緑色光（Ｇ）の夫々の座標を結ぶ線分（ＲＧ）、緑色光（Ｇ）と青色光（Ｂ）の夫々の座標を結ぶ線分（ＧＢ）、青色光（Ｂ）と赤色光（Ｒ）の夫々の座標を結ぶ線分（ＢＲ）、の３本の線分で囲まれた領域（ＲＧＢ）内に色度座標を有する光を生成することができる。

なお、対象となる色度領域（ＲＧＢ）内には白色光（Ｗ）の色度座標も位置するため、生成される光には白色光（Ｗ）も含まれる。

図１及び図２に戻って、回路基板３２は、電子回路等で一般的に用いられる紙フェノール基板、ガラスエポキシ基板等や、熱伝導率が良好な金属基板、セラミック基板等が用いられる。いずれの場合も、片面又は両面に金属部材からなる配線パターン（図示せず）が形成され、特に、金属基板の場合は、金属基板と配線パターンの間に絶縁層が設けられる。

ＬＥＤランプ３１は回路基板３２の一方の面に実装され、回路基板３２全面に亘って略均等なピッチでマトリックス状に配置しても良いし、回路基板３２を適宜の領域に区画してその領域毎に所定の配置とすることも可能である。

本実施形態においては、照明装置の外形が略円盤状を呈しており、光源部３０は同心円状に二重に設けられており、回路基板３２のＬＥＤ実装領域も光源部３０に対応するように同心円状に二重に設定されている。そして、内側の第１の光源部３０ａに対応する位置の第１のＬＥＤ実装領域３２ａには複数のＬＥＤランプ３１が実装されてなる第１のＬＥＤランプ群３１ａを有し、外側の第２の光源部３０ｂに対応する位置の第２のＬＥＤ実装領域３２ｂには複数のＬＥＤランプ３１が実装されてなる第２のＬＥＤランプ群３１ｂを有している。

複数のＬＥＤランプ３１が実装された回路基板３２は、ＬＥＤランプ３１の光照射方向を透明カバー２の方向に向けた状態で支持され、第１のＬＥＤランプ群３１ａと透明カバー２との間及び第２のＬＥＤランプ群３１ｂと透明カバー２との間には、夫々ＬＥＤランプ群３１ａ及びＬＥＤランプ群３１ｂからの出射光の光路制御（本実施形態においては集光）を司る第１の光学レンズ３３ａ及び第２の光学レンズ３３ｂが配置されている。

透明カバー２は少なくとも、第１のＬＥＤランプ群３１ａの上方の該第１のＬＥＤランプ群３１ａに対応する位置（Ｄ１）が円環状に拡散処理が施されており、同様に、第２のＬＥＤランプ群３１ｂの上方の該第２のＬＥＤランプ群３１ｂに対応する位置（Ｄ２）が円環状に拡散処理が施されている。その他の部分は、透明素通しのままでも良いし、適宜なレンズカットが施されていても良いし、拡散処理が施されていても良い。

また、周囲環境状態を検知するセンサは、温度を検知する温度センサ６と煙を検知する煙センサ５の２種類からなり、温度センサ６及び煙センサ５からの検知信号を受けて予め設定された点灯パターンに基づいて光源部３０のＬＥＤランプ３１を駆動するコントロールユニット１０と共に内部空間４内に収容されている。

煙の検出方法としては、光電式スポット型感知機や光電式分離型感知機、あるいはイオン化式スポット型感知機などを用いて検出するものとする。

図５は、上述の照明装置における電気的な回路構成を示している。

コントロールユニット１０には、入力側に商用電源５１、バッテリー（非常用）５０、温度センサ６、煙センサ５が接続され、出力には光源部３０が接続されている。

コントロールユニット１０には入力が温度センサ６に接続された温度信号検知部１１と、入力が煙センサ５に接続された煙信号検知部１２が設けられ、夫々の出力が信号処理部１３に接続されている。信号処理部１３の出力はマイクロコンピュータからなるシステム制御部１４に接続されてその出力が光源駆動部１５に接続され、光源駆動部１５の出力が光源部３０に接続されている。

電源部１６には、商用電源５１と非常用のバッテリー５０の２系統の電源が用いられ、商用電源５１はＡＣ／ＤＣ変換部１７を介して電源切換部１８に接続され、バッテリー５０はそのまま電源切換部１８に接続されている。そして、電源切換部１８に接続された停電検出部１９からの停電信号を受けて照明装置のシステム全体に給電する電源の切換えが行われる。

そこで、このような回路構成において、温度センサ６及び煙センサ５からの出力が夫々温度信号検知部１１及び煙信号検知部１２に送られると、該温度信号検知部１１及び煙信号検知部１２からは、温度センサ６及び煙センサ５により検知された各検知量に応じた信号が信号処理部１３に送られる。

信号処理部１３では、温度信号検知部１１及び煙信号検知部１２からの信号を受けてノイズ除去、増幅及び信号レベルの判別等の信号処理を行ってその結果がマイクロコンピュータからなるシステム制御部１４に送られる。

システム制御部１４では、信号処理部１３からの信号に基づいて、予め設定された手順に従って照明装置全体のシステム制御を行うと共に、光源部３０の点灯のタイミング及び点灯方式に係わる点灯制御信号を光源駆動部１５に送信する。

光源駆動部１５では、システム制御部１４からの点灯制御信号に基づいて、第１のＬＥＤランプ群３１ａ及び第２のＬＥＤランプ群３１ｂに給電してＬＥＤランプ３１を点灯し、第１の光源部３０ａ及び第２の光源部３０ｂの夫々から照射光を照射する

なお、電源部１６は、商用電源５１からの交流電源がＡＣ／ＤＣ変換部１７により直流電源に変換されて電源切換部１８に送電され、非常用のバッテリー５０からは直流電源がそのまま電源切換部１８に送電され、停電検出部１９からの信号によって照明装置のシステム全体に給電する電源の切換えが行われる。

具体的には、停電検知部１９から停電状態を示す停電信号が出力された場合は、非常時用のバッテリー５０によって照明装置のシステム全体に電力供給が行われ、停電信号が出力されない場合は平常時を表すものとして商用電源５１から照明装置のシステム全体に電力供給が行われる。

次に、照明装置の作動手順を図６のフローチャートを参照して説明する。

まず、煙センサで周囲の煙の状態を検知し（Ｓ１）、煙が検出されない場合は次に温度センサで周囲の温度を検知し（Ｓ２）、異常な温度が検出されない場合は平常時とみなして商用電源から照明装置のシステム全体に電力供給し（Ｓ３）、その後、光源部から一般照明モードで照射光が照射される（Ｓ４）。

ステップ（Ｓ１）において煙が検出された場合又はステップ（Ｓ２）において異常な温度が検出された場合は、非常時と見なして停電かどうかを検知し（Ｓ５）、停電でない場合は商用電源により照明装置のシステム全体に電力の供給が行われ（Ｓ６）、停電の場合は非常用のバッテリーにより照明装置のシステム全体に電力の供給（Ｓ７）が行われる。

その後、光源部から非常時照明モードで照射光が照射される（Ｓ８）。

その後、周囲温度が照明装置全体の定格（絶対最大定格）温度より高いかどうかを検出し（Ｓ９）、高くない場合はステップ（Ｓ１）に戻る。

一方、周囲温度が照明装置全体の定格（絶対最大定格）温度より高い場合は、その状態を維持した時間ｎを積算し（Ｓ１０）、この積算時間が設定時間ｔを超えた時点で照明装置のシステムをダウンさせる（Ｓ１１）。

この場合、設定時間ｔは、非常事態が発生してから少なくとも災害現場からの避難が確実にできるような時間に設定され、２０分程度が目安とされる。

なお、システムダウンさせた照明装置は再使用を禁止し、再設置に対しては新規の照明装置を使用する。

ところで、第１の光源部３０ａ及び第２の光源部３０ｂからなる光源部３０からの照射光は、平常時は一般照明に用いられ、災害時は照明と警告表示を兼ねて用いられる。

災害時の具体例としては、第１の光源部３０ａと第２の光源部３０ｂのいずれか一方の照射光を照明に用い、他方の照射光を警告表示に用いることもできる。

この場合、警告表示は、平常時の一般照明の照明モード（図７の点灯モード）とは異なる照明モードで発信され、例えば、照射光の光色の可変、照射光のパルス照射（図８の点灯モード）、照射光の光量の可変等により行われる。

また、第１の光源部３０ａと第２の光源部３０ｂの両方を照明と警告表示を兼ねて用いる場合、照明として必要な所定の光量の照射光を一定値で照射すると共に、更に閃光による警告表示としてパルス状の照射光を重畳して照射する照射モード（図９の点灯モード）も可能である。

いずれにしても、上記照明モードを適宜組み合わせることにより災害発生時に最適な照明及び的確な警告を行うことができる。そのため、災害の発生現場付近にいる人々に対して災害の発生を確実に認知させることができると共に、それらの人々の避難行動の安全確保に寄与することができる。

以上説明したように、本発明の火災警報機能付きＬＥＤ照明装置は、光源部をＬＥＤで構成し、該光源部に平常時における一般照明機能、及び災害時における警告表示機能と避難用照明機能を持たせた。

これにより、照明装置と火災報知器を別々に設置した場合に比べて、その分、製造コストの低減及び設置スペースの省スペース化が図られる。

また、光源部に用いるＬＥＤを、赤色ＬＥＤ素子、緑色ＬＥＤ素子及び青色ＬＥＤ素子からなるフルカラーＬＥＤとした。そのため、ＬＥＤは駆動方法が簡易であり、且つフルカラーＬＥＤは照明光の光色を容易に可変できることから、例えば、平常時の一般照明においては白色光による照明を行い、災害時には赤色光の点滅により警告を発したり、煙の中でも視認性が良好な光色を有する照明光で安全な避難行動を確保したり、煙により視界が低下した場合にＬＥＤの駆動電流を増加することにより照射光量を増やして照明を明るくすることも可能である。

つまり、光源に、駆動方法の簡易さ、光色及び明るさ可変の容易さなどの特徴を有するフルカラーＬＥＤを用いることにより、平常時の照明及び災害時の警告、照明を効果的に行うことができる。

更に、高温環境下において周囲温度が照明装置の定格温度より高温となった場合に、照明装置自体をシステムダウンさせる機能を設けた。これにより、照明装置自体の破壊に起因する二次災害の発生を防止することが可能となる。

１… ＬＥＤ照明装置
２… 透明カバー
３… 裏蓋
４… 内部空間
５… 煙検知センサ
６… 温度検知センサ
１０… コントロールユニット
１１… 温度信号検知部
１２… 煙信号検知部
１３… 信号処理部
１４… システム制御部
１５… 光源駆動部
１６… 電源部
１７… ＡＣ／ＤＣ変換部
１８… 電源切換部
１９… 停電検出部
３０… 光源部
３０ａ… 第１の光源部
３０ｂ… 第２の光源部
３１… ＬＥＤランプ
３１ａ… 第１のＬＥＤランプ群
３１ｂ… 第２のＬＥＤランプ群
３２… 回路基板
３２ａ… 第１のＬＥＤ実装領域
３２ｂ… 第２のＬＥＤ実装領域
３３… 光学レンズ
３３ａ… 第１の光学レンズ
３３ｂ… 第２の光学レンズ
３４ … ＬＥＤ素子
３４Ｒ… 赤色ＬＥＤ素子
３４Ｇ… 緑色ＬＥＤ素子
３４Ｂ… 青色ＬＥＤ素子
５０… 非常用バッテリー
５１… 商用電源

Claims (4)

1. 前面を透明カバーとした筺体の内部空間に、
   複数の多色発光ＬＥＤと、
   前記多色発光ＬＥＤが実装されてその光照射方向を前記透明カバーの方向に向けた基板と、
   前記多色発光ＬＥＤと前記透明カバーとの間に位置して前記多色発光ＬＥＤからの照射光の光路制御を行ってその制御光を前記透明カバーに照射する光学レンズと、
   周囲温度を検知する温度センサ、及び周囲の煙を検知する煙検知センサと、
   前記煙検知センサによる煙の検知、又は前記温度センサの検知温度に基づき予め設定された点灯モードで前記多色発光ＬＥＤを駆動する駆動手段と、前記温度センサによる検知温度が予め設定された温度よりも高くなった時点でシステムをダウンさせる作動停止手段を有するコントロールユニットと、
   停電時に電力を供給する非常用バッテリーを、
   備えたことを特徴とする火災警報機能付きＬＥＤ照明装置。
2. 前記多色発光ＬＥＤはフルカラーＬＥＤであることを特徴とする請求項１に記載の火災警報機能付きＬＥＤ照明装置。
3. 前記点灯モードは、前記多色発光ＬＥＤの点灯パターン及び発光色を変えることにより構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の火災警報機能付きＬＥＤ照明装置。
4. 前記透明カバーは、少なくとも前記多色発光ＬＥＤの光照射領域に拡散処理が施されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の火災警報機能付きＬＥＤ照明装置。

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