JP2012028292A

JP2012028292A - 非常灯機能付き照明器

Info

Publication number: JP2012028292A
Application number: JP2010178060A
Authority: JP
Inventors: Norio Onishi; 徳生大西
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-07-20
Filing date: 2010-07-20
Publication date: 2012-02-09

Abstract

【課題】照明器具を操作するスイッチの状態にかかわらず、停電になったときには、しばらくの間点灯することができる非常灯機能付きの照明器を提供する。
【解決手段】照明器の電源スイッチの両端に、スイッチをオフさせたとき、消灯はするが、給電状態が照明器内部で検出することができる程度の抵抗等の回路要素を接続することにより、停電状態と電源スイッチのオフ状態を判別して、電源スイッチのオンオフ状態に係わらず、停電時に点灯することが出来るようにする。
【選択図】図４

Description

本発明は、停電などの商用電源が遮断されたとき、住居等に取り付けられた照明器のスイッチのオンオフ操作の状態にかかわらず、停電になったとき、すぐには消灯しないで、しばらくの間、点灯することができる非常灯機能付きの照明器に関するものである。

誘導灯など非常用照明装置では、停電などの商用電源が遮断された非常時に光源を点灯させる機能を有しているが、住宅等に取り付けられる照明器には、非常用としての照明機能を有しているものは無い。

住宅等に取り付けられる照明器は、照明器具と離れた場所において、個別あるいは複数個の照明器に対してスイッチが取り付けられて仕様するケースが一般的である。

また、最近では、リモコンスイッチでオンオフ操作する照明器具も実用化されている。

停電時においては、照明器の電源として、コンデンサや蓄電池などの蓄電機能を有するものから電気エネルギーを得ることにより、その残存エネルギーがある期間は照明器を点灯させ続けることができる。

照明器が消灯するのは、停電時だけでなく、一般にスイッチ操作をオフにしたときにも起こるので、一般には後者のケースでも停電と判断して点灯してしまう問題がある。

このために、オン操作でも点灯すると、すぐには消灯できないだけでなく、点灯を継続することにより蓄電池に蓄えた電気エネルギーを使ってしまい、停電時に点灯させることもできなくなる。

本発明は、照明器具を操作するスイッチの状態にかかわらず、停電になったときには、すぐには消灯しないで、しばらくの間、点灯する機能を持たせることを目的としたものである。

本発明によると、照明器具を個別あるいは複数個単位でオンオフ操作するスイッチ回路やリモコンスイッチ回路の両端に、スイッチをオフ操作したとき照明器が消灯できるが、給電状態か停電状態かの情報を照明器具に伝えることができる回路要素を接続することにより、スイッチ回路のオンオフ操作状態および給電停電状態を検出することができる。

本発明では、検出された４通りの状態をもとに、蓄電器付きの照明器を働かせることにより、非常灯機能を付加した照明器として働かせることができる。

これにより、スイッチのオンオフ操作にかかわらず、停電になったとき、すぐには消灯しないで、しばらくの間、点灯することができる非常灯機能付きの照明器を実現させることができる。

適用できる照明器具としては、白熱電球、蛍光灯、ＬＥＤ照明器等の任意の照明器に適用することができる。

停電時の非常灯として働かせることが出来る時間を、停電時における照明器具の消費電力、蓄電器の種類、蓄電容量等によって調整することができる。

なお、停電時の点灯と、給電時の点灯を区別できなければ、停電による消灯までの時間遅れが生汁だけとなるので、停電を検出した時点で、明るさの変化やブザーなどで停電状態になったことを知らせる機能を持たせることが必要となる。

照明器の基本構成図本発明の非常灯機能付き照明器の基本構成図。コンデンサまたは蓄電池をＤＣＤＣコンバータを介して用いる蓄電器回路構成例。本発明の整流電源による直流側停電検出方式非常灯機能付き照明器の実施回路例。本発明の整流電源による交流側停電検出方式非常灯機能付き照明器の実施回路例。本発明の交流電源状態と電源スイッチ状態の各状態における点灯制御動作説明図。本発明の非常灯機能付き照明器のシミュレーション回路構成図。本発明のシミュレーション回路構成図による動作波形。

図１は、一般的な照明器の基本構成であり、電源１からの電源スイッチ２を通して電源回路部４に電源を供給し、照明回路５を働かせることにより照明器６の点灯制御を行うことが出来る。

この照明回路に停電時の非常灯機能を付加するために、蓄電器を電源回路部４に常時、接続しておくと、停電時に照明器は継続して点灯することが出来るが、照明器に対する電源スイッチ２をオフさせたときにも、停電と判断して点灯を続けてしまい、直ちにオフ動作とならないだけでなく、蓄電器に蓄えていた電気エネルギーが無くなるまで点灯を続け、無くなった時点でオフすることになる。

図１は、本発明の非常灯機能付き照明器の基本構成図であり、電源１からの電源スイッチ２を通して電源回路部４を介して照明回路５を働かせることにより照明器６の点灯制御を行う回路において、電源スイッチ２の並列に回路素子３ａを接続することにより、停電か給電状態にあるかを検出して、停電動作時に非常灯機能回路部３により、照明回路電源４に蓄電器３ｃを接続することにより、電源スイッチのオンオフ状態にかかわらず、停電時には蓄電器３ｃの蓄電時間だけ照明器６を点灯させることができる。

ここで、電源スイッチ２に並列に接続する回路素子３ａは、スイッチオフ時に照明器への電力が照明器を点灯させることが無い程度の小さな電流しか流さないような値の回路素子を用いて構成する。

非常灯としての点灯できる時間は、蓄電器の蓄電できる電気エネルギー量によるので、短時間動作可能とするのであれば蓄電器としてコンデンサを、長時間動作可能とするのであれば蓄電器として蓄電池が用いられる。

蓄電器３Ｃは、蓄電池あるいは電気二重層コンデンサなどを直接あるいは昇圧形双方向ＤＣＤＣコンバータを介して、停電動作時における非常灯機能回路部３に接続する。

図３は、蓄電器３Ｃとして、電圧の低い蓄電池あるいは電気二重層コンデンサを昇圧形双方向ＤＣＤＣコンバータを介して、停電動作時における非常灯機能回路部３に接続する回路構成例を示している。

図４は、本発明の整流電源による直流側停電検出方式非常灯機能付き照明器の実施回路例であり、電源スイッチ２に並列に抵抗等の回路素子を接続し、整流電源による直流側停電検出方式による非常灯機能回路部３ｂ１において、停電動作を検出する回路部で発生したスイッチ信号を停電時に蓄電器を照明回路電源として接続するスイッチ回路部３ｂ２のスイッチＳ２に与えることにより、停電時に蓄電器からの電気エネルギーで照明器を点灯させ、非常灯機能を持たせた実施例を示している。

図５は、本発明の整流電源による交流側停電検出方式非常灯機能付き照明器の実施回路例であり、電源スイッチ２に並列に抵抗等の回路素子を接続し、整流電源による交流側停電検出方式による非常灯機能回路部３ｂ１において、停電動作を検出する回路部で発生したスイッチ信号を停電時に蓄電器を照明回路電源として接続するスイッチ回路部３ｂ２のスイッチＳ２に与えることにより、停電時に蓄電器からの電気エネルギーで照明器を点灯させ、非常灯機能を持たせた実施例を示している。

図６は、本発明の交流電源状態と電源スイッチ状態の各状態における点灯制御動作説明図であり、電源が給電している期間と停電している期間の２通りの状態に対して、電源スイッチのオンオフ操作による２通りの状態により、４通りの状態における動作波形を示しており、給電状態で電源スイッチがオンになったときだけでなく、電源スイッチのオンオフ操作の状態に係わらず、電源が停電になったときに点灯することを示している。

図７は、本発明の非常灯機能付き照明器の図５に示す回路のシミュレーション回路構成図を示しており、電源側スイッチＳ０により給電状態と停電状態を模擬し、その電源状態に対して、電源スイッチＳ１のオンオフ制御による状態で４通りの状態での動作を確認するシミュレーション回路である。

図７に示している回路定数のもとでシミュレーション解析により、基本動作の確認を行うために、電源スイッチ２に並列に接続する回路素子として５０ｋΩの抵抗を接続し、整流回路の直流側での給電状態の検出回路部の抵抗として１０ｋΩの抵抗を接続し、その両端に電圧が現れなくなったことを検出して、スイッチＳ２をオンさせることにより、給電時にダイオードを通して蓄電されているコンデンサ５０００μＦを照明器の電源の両端に接続することにより、停電時における点灯動作を確認するシミュレーション回路である。

電源スイッチＳ１をオフしても、給電時はスイッチに並列抵抗を解して、抵抗Ｒｄの両端に零電圧を超えるある電圧以上になるが、低電時は、電源スイッチのオンオフ状態にかかわらず、抵抗Ｒｄの両端の電圧は零になることから、停電かどうかを検出することが出来る。

したがって、抵抗Ｒｄの両端の電圧が零になったことを検出して、蓄電用コンデンサのスイッチＳ２をオンすることにより、停電時に点灯させることができる。

なお、スイッチＳ２に直列に接続されているインダクタは、直流回路平滑用コンデンサＣにスイッチ投入時にパルス電流が流れるのを防ぐために接続している。

図８は、図７に示す非常灯機能付き照明器の回路動作の確認のためのシミュレーション回路に対するシミュレーション解析結果を示している。

電源の給電停電状態と電源スイッチのオンオフ状態の４通りの状態において、照明回路抵抗への電流から点灯状態と消灯状態が確認でき、図６に示した動作原理どおり、電源スイッチのオンオフ状態に係わらず、停電時には必ず点灯できることがシミュレーション解析結果からも確認できる。

実用上での利用可能性

電気を活用している今日の社会において、一度、風水害、地震などで、停電になる恐れがあり、停電時になったときの対策として懐中電灯、誘導灯、非常灯などが用いられている。

しかし、停電に対する備えは十分ではないばかりか、特に地震などの短期間での初動の遅れが命とりになることも懸念されることから、停電に対する非常灯の設置は安心安全な社会を構築する上で極めて重要である。

一般住宅やオフィスなどの通常の照明器が取り付けられているところに、本発明による非常灯機能付き照明器を取り付けておくだけで、停電時の安心安全化が飛躍的に高めることが期待できる。

本発明の非常灯機能付き照明器は、特にインバータ蛍光灯やＬＥＤ照明灯など、交流電源を一度整流して直流電源を得て、照明器を点灯させる照明器においては、極めて容易に組み込むことができるので、比較的安価に本発明による非常灯機能を付加することができ、安心安全な社会を構築する上で、投資効果も大きく、今後の大きな需要が期待できる。

１電源
２照明器の電源スイッチ（Ｓ１）
３非常灯機能回路部
３ａ照明器の電源スイッチに並列に接続する回路素子（抵抗等）
３ｂ停電動作時に蓄電器を照明回路電源として接続する非常灯機能回路部
３ｂ１停電動作を検出してスイッチ号を発生する回路部
３ｂ２停電時に蓄電器を照明回路電源として接続するスイッチ回路部
３ｃ蓄電器単体またはＤＣＤＣコンバータを含む蓄電器体
３ｃ１電気二重層コンデンサＣｏやリチウムイオン蓄電池Ｅ_Ｂなどの蓄電器
３ｃ２ＤＣＤＣコンバータ
４照明回路電源部
５照明回路部
６照明器（ＬＥＤ照明、蛍光灯、白熱電球等）

Claims

照明器の電源スイッチのオンオフ操作の状態にかかわらず、停電になったとき、点灯することができることを特徴とする非常灯機能付き照明器。
照明器具の電源スイッチ回路の両端に、電源スイッチをオフ操作したとき照明器が消灯するが、給電状態か停電状態かの情報を検出することができることを特徴とする請求項１に記載の非常灯機能付き照明器。
停電時からしばらくの間、照明器を点灯させるための電気エネルギーを蓄電する蓄電器を用いた請求項１〜２記載の非常灯機能付き照明器。
照明器具のオンオフ操作で、間接的に電源スイッチをオンオフさせることを特徴とする請求項１〜３記載の非常灯機能付き照明器。
照明器具の電源スイッチを複数個単位でオンオフさせることを特徴とする請求項１〜４記載の非常灯機能付き照明器。
停電検出で点灯していることの情報を音や光変化などにより発することを特徴とする請求項１〜５記載の非常灯機能付き照明器。
蓄電器として、電気二重層コンデンサを用いることを特徴とする請求項１〜６記載の非常灯機能付き照明器。
蓄電器として、蓄電池を用いることを特徴とする請求項１〜６記載の非常灯機能付き照明器。
給電状態か停電状態を照明器の整流回路の直流側で検出することを特徴とする請求項１〜８記載の非常灯機能付き照明器。
給電状態か停電状態を照明器の整流回路の交流電源側で検出することを特徴とする請求項１〜８記載の非常灯機能付き照明器。
蓄電器の電圧を照明電源の電圧に電圧変換して電力授受を行なうＤＣＤＣコンバータを含むことを特徴とする請求項１〜１０記載の非常灯機能付き照明器。
蓄電器を停電時に照明電源に接続するとき、充電経路と放電経路を変えて接続することを特徴とする請求項１〜１１記載の非常灯機能付き照明器
蓄電器への充電経路としてダイオードを介して接続することを特徴とする請求項１〜１２記載の非常灯機能付き照明器。
蓄電器を停電時に照明電源に接続するとき、急峻なパルス電流が流れることを抑制する回路素子を接続スイッチと直列に接続することを特徴とする請求項１〜１３記載の非常灯機能付き照明器。
蓄電器を照明電源に接続するスイッチとして機械的リレーを用いることを特徴とする請求項１〜１４記載の非常灯機能付き照明器。
白熱灯を照明光源として適用することを特徴とする請求項１〜１５記載の非常灯機能付き照明器。
蛍光灯を照明光源として適用することを特徴とする請求項１〜１５記載の非常灯機能付き照明器。
ＬＥＤを照明光源として適用することを特徴とする請求項１〜１５記載の非常灯機能付き照明器。
新しい光源を照明光源として適用することを特徴とする請求項１〜１５記載の非常灯機能付き照明器。
停電検出を電圧で検出することを特徴とする１〜１９記載の非常灯機能付き照明器。
停電検出を電流で検出することを特徴とする１〜１９記載の非常灯機能付き照明器。
直流電源を電源とすることを特徴とする１〜２１記載の非常灯機能付き照明器。