JP2013008616A

JP2013008616A - 照明装置

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Publication number: JP2013008616A
Application number: JP2011141568A
Authority: JP
Inventors: Toshio Tsuji; 俊雄辻; Toshiyuki Hiraoka; 敏行平岡; Masahiko Kamata; 征彦鎌田; Masaru Inoue; 優井上; Noritaka Tano; 紀貴田野; Makoto Kawagoe; 真川越; Kazuya Tomiyama; 和也冨山
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2011-06-27
Filing date: 2011-06-27
Publication date: 2013-01-10
Also published as: CN102858051A; CN102858051B; EP2542028A1; US20120326614A1

Abstract

【課題】非常時のバッテリの消耗を低減し、非常時に規定されている所定の点灯時間を満足させることができる照明装置を提供する。
【解決手段】照明装置10は、調光点灯回路35、非常用ユニット50、調光信号入力部47および調光制御回路52を備える。調光点灯回路35は、調光信号に応じた調光比で光源34を調光点灯させる。非常用ユニット50は、通常時に外部電源によりバッテリ54を充電する充電回路55を有し、非常時にバッテリ54の電源を調光点灯回路35に供給する。調光信号入力部47は、外部から調光信号を入力する。調光制御回路52は、通常時には調光信号入力部47から入力される調光信号を調光点灯回路35に付与するとともに非常時には非常時用の調光比の調光信号を調光点灯回路35に付与する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、非常点灯機能を有する照明装置に関する。

従来、通常時には、商用交流電源などの外部電源で光源を点灯させ、また、外部電源の停電が発生した非常時には、バッテリの電源により規定されている点灯時間以上、光源を点灯させるようにした非常点灯機能を有する照明装置がある。

このような非常点灯機能を有する照明装置では、光源としてＬＥＤ素子を用い、このＬＥＤ素子を点灯させる点灯回路を備えたランプ装置を、器具装置に対して交換可能としたものがある。この照明装置では、バッテリ、充電回路および非常時点灯回路などを備え、非常時にバッテリを電源として非常時点灯回路によりランプ装置のＬＥＤ素子を点灯させている。

特開２０１０−１２９４９０号公報

しかしながら、非常時にバッテリの電源でランプ装置のＬＥＤ素子を点灯させる際、通常時と同じ明るさでＬＥＤ素子を点灯させたのでは、バッテリの消耗が早く、バッテリの容量にもよるが、非常時に規定されている所定の点灯時間を満足できなくなる問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、非常時のバッテリの消耗を低減し、非常時に規定されている所定の点灯時間を満足させることができる照明装置を提供することである。

実施形態の照明装置は、調光点灯回路、非常用ユニット、調光信号入力部および調光制御回路を備える。調光点灯回路は、調光信号に応じた調光比で光源を調光点灯させる。非常用ユニットは、通常時に外部電源によりバッテリを充電する充電回路を有し、非常時にバッテリの電源を調光点灯回路に供給する。調光信号入力部は、外部から調光信号を入力する。調光制御回路は、通常時には調光信号入力部から入力される調光信号を調光点灯回路に付与するとともに非常時には非常時用の調光比の調光信号を調光点灯回路に付与する。

本発明によれば、非常時には、バッテリの電源を調光点灯回路に供給するとともに、非常時用の調光比の調光信号を調光点灯回路に付与するため、非常時において、調光点灯回路では非常時用の調光比で光源を点灯させ、バッテリの消耗を低減し、非常時に規定されている所定の点灯時間を満足させることが期待できる。

一実施形態を示す照明装置の回路図である。同上照明装置の分解状態の斜視図である。同上照明装置の直流電圧による調光制御方法の制御入力電圧と調光比との関係を示すグラフである。

以下、一実施形態を、図１ないし図３を参照して説明する。

図２において、10は照明装置で、この照明装置10は、非常点灯機能を有するダウンライトなどの埋込形照明器具である。照明装置10は、器具装置11と、この器具装置11に着脱可能に取り付けられるランプ装置12とを備えている。

器具装置11は、器具本体15、この器具本体15に配置されていてランプ装置12が着脱可能に取り付けられるランプ装置取付部としてのソケット16、停電が発生した非常時にランプ装置12を点灯させる非常用装置17、およびこの非常用装置17を点検するための点検スイッチ18などを備えている。

器具本体15は、反射体20、この反射体20の上部に取り付けられた放熱体21、この放熱体21の上部に取り付けられた取付板22などを備えている。反射体20は、下方に向けて拡開開口する反射面部23、およびこの反射面部23の下部から周囲に向かって形成された縁部24を有している。放熱体21には、器具本体15を天井に設置するための複数の取付ばね25が取り付けられている。取付板22には、外部電源として商用交流電源を供給するための電源線を接続する電源端子台26、外部から調光信号を入力するための信号線を接続する調光端子台（図示せず）、および非常時にランプ装置12を点灯させる非常用装置17などが取り付けられている。

ソケット16は、環状に形成され、下面には複数の接続孔29（図２には１つのみが示され、他は反射体20で隠れている）が周方向に沿って長孔状に形成され、内周面にはランプ装置12を回動させて着脱可能に取り付ける略Ｌ字形の取付溝30が形成されている。複数の接続孔29には、２つは電源用の接続孔29、および２つの調光信号用の接続孔29が含まれ、各接続孔29の内側には端子がそれぞれ配置され、これら端子が非常用装置17に接続されている。

また、図１および図２に示すように、ランプ装置12は、筐体33、この筐体33に収納される光源34および調光点灯回路35などを有している。

筐体33は、円筒状に形成されており、筐体33の下部に光源34からの光が透光する透光カバー36が取り付けられ、筐体33の上部にソケット16に着脱可能に装着される口金37が形成されている。筐体33および透過カバー36は、不燃材料または難燃材料から形成されることが火災等の高温雰囲気中でのランプ装置12の点灯動作を確保するためにも好適である。口金37の周辺部には、電源入力部38である一対のランプピン38aが突設されているとともに、調光信号を入力する調光信号入力部39である一対のランプピン39aが突設されている。口金37の中央部には、円筒状の突出部40が突設され、この突出部40の周面に複数のキー41が突出されている。

そして、ランプ装置12をソケット16に装着する場合には、口金37の突出部40をソケット16の内側空間に挿入しながら、各キー41をソケット16の各取付溝30に挿入するとともに、各ランプピン38a，39aをソケット16の各接続孔29に挿入し、その挿入後、ランプ装置12をソケット16に対して回動させ、各キー41をソケット16の各取付溝30に引っ掛けて取り付け、各ランプピン38a，39aを各接続孔29の内側の各端子に接続する。また、ランプ装置12をソケット16から取り外す場合には、装着時と逆の手順を行えばよい。

光源34には、例えばＬＥＤ素子やＥＬ素子などの半導体発光素子が用いられており、本実施形態では複数のＬＥＤ素子34aが用いられている。

調光点灯回路35には、電源入力部38である一対のランプピン38a、および調光信号入力部39である一対のランプピン39aと電気的に接続されているとともに、複数のＬＥＤ素子34aが直列に接続されている。そして、調光点灯回路35は、例えば、電源入力部38に入力される商用交流電源Ｅを整流平滑する回路、および整流平滑された直流電源を所定の直流電源に変換するスイッチング素子を有するＤＣ／ＤＣコンバータなどを備え、ＤＣ／ＤＣコンバータから出力する直流電源により光源34（ＬＥＤ素子34a）が点灯する。なお、調光点灯回路35は、電源入力部38から商用交流電源Ｅを入力して光源34を点灯させることができるほか、電源入力部38から所定の直流電源を入力しても光源34を点灯させることができ、共通の電源入力部38を利用して交流電源および直流電源のいずれでも光源34を点灯可能としている。

調光点灯回路35は、調光信号入力部39から調光信号を入力し、調光信号に応じた調光比でＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング素子を制御し、光源34（ＬＥＤ素子34a）を調光下限（例えば２０％）〜全光点灯（例えば１００％）の範囲で調光点灯可能としている。なお、調光点灯回路35の調光制御方式は、ＪＩＳＣ８１２０に規定されている直流電圧による調光制御方式が採用されており、その詳細は後述する。

また、図１に示すように、非常用装置17は、商用交流電源Ｅが入力される交流電源入力部44、ランプ装置12の電源入力部38に対して商用交流電源Ｅまたは直流電源を出力する電源出力部45、外部に設置される調光器46と接続される調光信号入力部47、およびソケット16の端子を通じてランプ装置12の調光信号入力部39と接続される調光信号出力部48を有している。

さらに、非常用装置17は、非常用ユニット50、電源切換回路51、および調光制御回路52を有している。

非常用ユニット50は、バッテリ54、商用交流電源Ｅが供給されている通常時に商用交流電源Ｅによりバッテリ54を充電する充電回路55、非常時にバッテリ54の直流電源を所定の直流電源に変換して電源切換回路51に出力するＤＣ／ＤＣ放電回路56、および商用交流電源Ｅの通電および停電（断電）を監視する電源監視回路57を有している。なお、バッテリ54は、非常用装置17の外部に配置されている。

電源切換回路51は、ランプ装置12の電源入力部38に対する商用交流電源Ｅと非常用ユニット50（バッテリ54）との接続を切り換える一対のリレースイッチ59を有している。これらリレースイッチ59は、非常用ユニット50から電源供給を受け、非常用ユニット50への商用交流電源Ｅの供給の有無に連動して動作し、通常時にはランプ装置12の電源入力部38に対して商用交流電源Ｅを接続する切換状態とし、非常時にはランプ装置12の電源入力部38に対して非常用ユニット50（バッテリ54）を接続する切換状態となる（図１に図示する状態）。

調光制御回路52は、ランプ装置12の調光信号入力部39と調光器46との間に介在される一対のリレースイッチ60を有している。これらリレースイッチ60は、例えば、非常用ユニット50への商用交流電源Ｅの供給の有無に連動して動作し、通常時にはランプ装置12の調光信号入力部39に対して調光器46を接続する切換状態とし、非常時にはランプ装置12の調光信号入力部39に対して調光器46を切り離すとともに一対の調光信号入力部39間を短絡させる切換状態となる（図１に図示する状態）。

そして、非常用装置17の交流電源入力部44には、商用交流電源Ｅの一方の極が点検スイッチ18を介して非常灯ユニット50および電源切換回路51に入力され、商用交流電源Ｅの他方の極が非常灯ユニット50に接続されているとともに壁スイッチ62を介して電源切換回路51に接続されている。

また、点検スイッチ18は、反射体20の縁部24に配置され、外部から操作可能とする。この点検スイッチ18は、常時にはオンし、外部からの操作でオフするように構成されている。

次に、照明装置10の動作を説明する。

商用交流電源Ｅが供給されている通常時においては、商用交流電源Ｅが非常用ユニット50に供給されているため、電源監視回路57が商用交流電源Ｅの供給を確認して、充電回路55が商用交流電源Ｅによりバッテリ54を充電し、また、電源切換回路51のリレースイッチ59がランプ装置12の電源入力部38に対して商用交流電源Ｅを接続する切換状態としているとともに、調光制御回路52のリレースイッチ60がランプ装置12の調光信号入力部39に対して調光器46を接続する切換状態としている。

そして、壁スイッチ62のオン時には、商用交流電源Ｅが電源切換回路51を通じてランプ装置12の電源入力部38に入力され、ランプ装置12の調光点灯回路35により光源34が点灯する。

このとき、ランプ装置12の調光点灯回路35により点灯する光源34は、調光器46で設定された調光比に対応した明るさで調光点灯する。このランプ装置12の調光点灯回路35および調光器46における調光制御方式は、上述したように、ＪＩＳＣ８１２０に規定されている直流電圧による調光制御方式が採用されている。

すなわち、ランプ装置12の調光点灯回路35は、調光制御回路52を通じて調光器46に対して所定の直流電力を供給する。調光器46は、調光比を設定する調光設定部を有しており、この調光設定部の操作に応じて調光点灯回路35および調光制御回路52に対する直流電力としての制御入力電圧を０〜１０Ｖの範囲で可変する。図３に示すように、制御入力電圧に応じた調光比が規定されており、制御入力電圧が０Ｖのときに下限の調光比（例えば２０％）となり、制御入力電圧が１０Ｖのときに上限となる全光の調光比（例えば１００％）となり、制御入力電圧が０〜１０Ｖの範囲で調光比が下限と全光との間で可変する。

したがって、調光器46で設定された調光比の調光信号（制御入力電圧）が調光制御回路52を通じてランプ装置12の調光信号入力部39に入力され、ランプ装置12の調光点灯回路35では入力された調光信号（制御入力電圧）に応じた調光比で光源34を調光点灯する。

また、壁スイッチ62のオフ時には、ランプ装置12への商用交流電源Ｅの供給が遮断され、ランプ装置12の光源34が消灯する。また、非常用ユニット50には商用交流電源Ｅが継続して供給されているため、バッテリ54の充電を継続するとともに、電源切換回路51のリレースイッチ59の切換状態および調光制御回路52のリレースイッチ60の切換状態を維持する。

また、商用交流電源Ｅの停電が発生した非常時には、非常用ユニット50への商用交流電源Ｅの供給が遮断されるため、それに連動して、電源切換回路51のリレースイッチ59がランプ装置12の電源入力部38に対して非常用ユニット50（バッテリ54）を接続する切換状態に切り換わるとともに、調光制御回路52のリレースイッチ60がランプ装置12の調光信号入力部39に対して調光器46を切り離すとともに一対の調光信号入力部39間を短絡させる切換状態に切り換わる。

非常用ユニット50の電源監視回路57が商用交流電源Ｅの遮断を確認することにより、ＤＣ／ＤＣ放電回路56でバッテリ54の直流電源を所定の直流電源に変換して出力し、この直流電源が電源切換回路51を通じてランプ装置12の電源入力部38に入力され、ランプ装置12の調光点灯回路35により光源34が点灯する。

このとき、ランプ装置12の調光点灯回路35により点灯する光源34は、調光制御回路52で設定された調光比に対応した明るさで調光点灯する。

すなわち、ランプ装置12の調光点灯回路35は、調光制御回路52を通じて調光器46に対して所定の直流電力を供給する。調光制御回路52では、リレースイッチ60がランプ装置12の一対の調光信号入力部39間を短絡させているため、制御入力電圧は０Ｖであり、非常時用の調光比として下限の調光比（例えば２０％）に制御する。

したがって、調光制御回路52で制御された下限の調光比の調光信号（制御入力電圧）がランプ装置12の調光信号入力部39に入力され、ランプ装置12の調光点灯回路35では入力された調光信号（制御入力電圧）に応じて下限となる調光比で光源34を調光点灯する。

なお、通常時において、点検スイッチ18を操作することにより、非常用ユニット50への商用交流電源Ｅの供給が遮断されるため、上述した非常時と同じ状態となる。仮に、バッテリ54の寿命や非常用ユニット50の故障などが発生している場合には、点検スイッチ18を操作してもランプ装置12が点灯せず、不具合を確認できる。

このように、本実施形態の照明装置10によれば、非常用ユニット50のバッテリ54の電源をランプ装置12に供給するとともに、非常時用の調光比の調光信号をランプ装置12に付与するため、非常時において、ランプ装置12では非常時用の下限の調光比で光源34を点灯させ、バッテリ54の消耗を低減し、非常時に規定されている所定の点灯時間を満足させることができる。

また、ランプ装置12は、共通の電源入力部38から通常時には商用交流電源Ｅを入力するとともに非常時にはバッテリ54から直流電源を入力し、調光点灯回路35により共通の電源入力部38に入力された交流電源および直流電源のいずれでも光源34を調光点灯できるものである。このようなランプ装置12では、調光信号が入らないと、光源34を全光点灯させるのが一般的であるため、非常時に調光信号が入らなくなることでバッテリ54の電源により光源34を全光点灯させてしまい、バッテリ54の消耗が早くなる。本実施形態では、非常時において、調光制御回路52が非常時用の調光比の調光信号をランプ装置12に付与できるため、ランプ装置12では非常時用の下限の調光比で光源34を点灯させ、バッテリ54の消耗を低減することができる。

なお、非常時用の調光比としては、調光可能な調光比の範囲において、下限の調光比とすればバッテリ54の消耗を最も抑制することができるが、非常時の必要とする明るさを確保する場合には下限の調光比に限らず、明るさを満足したうえでバッテリ54の消耗を抑制することができる非常時用の調光比に設定してもよい。

また、非常用装置17は、器具本体15に取り付けてもよいし、器具本体15とは別の場所に配置するようにしてもよい。

次に、照明装置10の変形例を説明する。

照明装置10においては、器具装置11に設けられた調光制御回路52により非常時の調光比を設定したが、ランプ装置12にＡＣ／ＤＣ判定回路および調光比切替回路を設けることにより非常時の調光比が設定されてもよい。

ＡＣ／ＤＣ判定回路は、ランプ装置12の筐体33の内部に電源入力部38に接続して設けられる。ＡＣ／ＤＣ判定回路は、調光点灯回路35に設けられてもよいし、調光点灯回路35とは別に設けられてもよい。

ＡＣ／ＤＣ判定回路は、電源入力部38に供給される電力が商用交流電源Ｅまたは非常用ユニット50のどちらであるかを判定し、商用交流電源Ｅによる電源供給であった場合には、調光信号入力部39に入力される調光信号に応じた調光点灯回路35による光源34の点灯制御を行う。一方で、非常用ユニット50からの電源供給であった場合には、ＡＣ／ＤＣ判定回路は、調光信号入力部39に調光器46から入力される調光信号ではなく予めＡＣ／ＤＣ判定回路に定められた調光比（例えば２０％）を調光点灯回路35に入力する。よって、非常時において光源34は、予め定められた調光比で点灯制御される。

この照明装置10の変形例によれば、非常用装置17が調光信号入力部47および調光制御回路52を有していなくとも、ランプ装置12にＡＣ／ＤＣ判定回路を設けることにより、非常時において光源34を予め定められた調光比で点灯制御することができる。

次に、照明装置10の他の変形例について説明する。

照明装置10の非常用ユニット50は、非常用装置17に設けられているが、ランプ装置12に設けられてもよい。このとき、バッテリ54は、ランプ装置12の筐体33の内部に設けられてもよいし、外部に設けられてもよい。バッテリ54がランプ装置12の筐体33の外部に設けられる場合には、バッテリ54が調光信号出力部48と調光信号入力部39との間に設けられることが好適である。このようにバッテリ54を設けることでバッテリ54の交換を容易にすることができる。また、バッテリ54の供給経路と調光信号の伝送経路を共通化することで、ランプ装置12に新たなランプピンを設けることなく、ランプ装置12および照明装置10を非常用照明装置として用いることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

10 照明装置
34 光源
35 調光点灯回路
38 電源入力部
47 調光信号入力部
50 非常用ユニット
52 調光制御回路
54 バッテリ
55 充電回路

Claims

調光信号に応じた調光比で光源を調光点灯させる調光点灯回路と；
通常時に外部電源によりバッテリを充電する充電回路を有し、非常時にバッテリの電源を調光点灯回路に供給する非常用ユニットと；
外部から調光信号を入力する調光信号入力部と；
通常時には調光信号入力部から入力される調光信号を調光点灯回路に付与するとともに非常時には非常時用の調光比の調光信号を調光点灯回路に付与する調光制御回路と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
調光点灯回路は、通常時に外部電源として交流電源を入力するとともに非常時にバッテリから直流電源を入力する共通の電源入力部を有し、共通の電源入力部に入力された交流電源および直流電源のいずれでも光源を調光点灯可能とすることを特徴とする請求項１記載の照明装置。