JP2018160321A - 電源装置および照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】防水構造や防浸構造の非常灯や保安灯などの電気機器の電源装置において、点検作業時におけるスイッチ開放操作を簡単に行えるようにする。【解決手段】の電力供給部２と商用電源（外部電源）１００との間に接続する点検用スイッチを光センサと半導体スイッチング素子とを有する光スイッチ５とする。このように点検用スイッチに光スイッチ５を用いることで、点検作業時において疑似的に停電状態にする際のスイッチ開放操作を、光スイッチ５の光センサ５１への光照射（例えば携帯型光源を用いた光照射）により非接触で行うことができる。これにより、例えば、防水構造や防浸構造の非常灯１や保安灯において点検作業時におけるスイッチ開放操作を簡単に行うことができる。【選択図】図２

Description

本発明は、照明器具の光源などの電気負荷に電力を供給する電源装置および照明器具に関する。

非常灯や保安灯にあっては、停電時においても点灯し、その点灯時間および照度を確保する必要がある（例えば、非常灯の場合、停電時に３０分以上点灯すること、および、水平面照度を２ｌｘ以上確保することが必要である）。このため、非常灯や保安灯においては、平常時には商用電源（外部電源）からの電力によって光源を点灯し、商用電源が停電したときに蓄電池（バッテリ）からの電力によって光源を点灯している（例えば、特許文献１参照）。

非常灯や保安灯に使用される電源装置は、例えば図４に示すように、定電流電源装置２０１、非常灯専用電源装置２０２、蓄電池２０３、および点検用スイッチ２０５などを備えている。このような電源装置２００（点検用スイッチ２０５も含む）および光源２０４は照明器具（器具本体）内に収容されている。

定電流電源装置２０１は、商用電源（ＡＣ１００〜２４２Ｖ：外部電源）１００に接続され、商用電源１００からの電力供給を受けて動作する。また、非常灯専用電源装置２０２も商用電源１００に接続され、商用電源１００からの電力供給を受ける。非常灯専用電源装置２０２には蓄電池２０３が接続されている。そして、非常灯専用電源装置２０２にＬＥＤ非常灯やＬＥＤ保安灯などの光源２０４が接続される。点検用スイッチ２０５は、定電流電源装置２０１および非常灯専用電源装置２０２と商用電源１００との間に接続されている。

以上の図４に示す電源装置２００では、平常時（商用電源１００が通電状態であるとき）には、商用電源１００からの電力供給を受けて動作している定電流電源装置２０１の出力（定電流）を、非常灯専用電源装置２０２を経由して変換することなく光源２０４に出力する。一方、商用電源１００が停電しているときには、蓄電池２０３からの電力を非常灯専用電源装置２０２に内蔵の定電流ＤＣ／ＤＣコンバータを経由して光源２０４に定電流で出力する。

そして、非常灯や保安灯では、停電時（非常時）に正常に動作することを定期的に点検する必要がある。その点検時においては、図４に示す点検用スイッチ２０５を開放操作（ＯＦＦ）することにより、疑似的に停電状態を生じさせて動作点検（停電時の点灯時間および照度の点検）を行っている。

特開２０１６−１５２１８９号公報

ところで、非常灯や保安灯の点検作業時において操作する点検用スイッチとしては、従来、トグルスイッチやプルスイッチなどの機械的スイッチが使用されている。しかしながら、点検用スイッチとして機械的スイッチを用いた場合、作業者が点検用スイッチを容易に触ることができる場合には問題はないが、例えば、非常灯や保安灯が防水構造や防浸構造などの特殊な構造の照明器具である場合、点検用スイッチを簡単に操作することができない。

また、このような問題は、非常灯や保安灯などの照明器具に限られることなく、防水構造や防浸構造などの特殊な構造の筐体内に、電動モータ等の電気負荷および電源装置（点検用スイッチを含む）が収容された電気機器にも生じる問題である。

本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、防水構造や防浸構造の非常灯や保安灯などの電気機器の電源装置において、点検作業時におけるスイッチ開放操作を簡単に行うことが可能な構造を提供すること、および、そのような電源装置を備えた照明器具を提供することを目的とする。

本発明の電源装置は、電気負荷への電力供給に用いられる電源装置であって、外部電源に接続され、前記電気負荷に電力を出力する電力供給部と、前記電力供給部に接続された蓄電池と、前記電力供給部と前記外部電源との間に接続された点検用スイッチとを備え、前記点検用スイッチは光センサと半導体スイッチング素子とを有する光スイッチであり、当該光スイッチは、前記光センサに所定照度以上の光が照射されたときに、前記半導体スイッチング素子が開状態となって前記電力供給部と前記外部電源とを遮断するように構成されていることを特徴としている。

本発明の電源装置によれば、電力供給部と外部電源（例えば商用電源）との間に接続する点検用スイッチを、光センサと半導体スイッチング素子とを有する光スイッチとしているので、点検作業時において、疑似的に停電状態にする際のスイッチ開放操作を、光スイッチの光センサへの光照射（例えば携帯型光源を用いた光照射）により非接触で行うことができる。これにより、例えば、防水構造や防浸構造の非常灯や保安灯において、点検作業時におけるスイッチ開放操作を簡単に行うことができる。

また、本発明の照明器具は、上記した特徴を有する電源装置（光スイッチも含む）を備えているので、点検作業時において疑似的に停電状態にする際のスイッチ開放操作を、光スイッチの光センサへの光照射（例えば携帯型光源を用いた光照射）により非接触で行うことができる。これにより、電力供給部、蓄電池および光スイッチが収容される器具本体（筐体）が防水構造や防浸構造などの特殊な構造であっても、点検作業時においてスイッチ開放操作を簡単に行うことができる。

本発明によれば、電力供給部と外部電源との間に接続する点検用スイッチに、光センサと半導体スイッチング素子とを有する光スイッチを用いているので、防水構造や防浸構造の非常灯や保安灯などの電気機器において、点検作業時におけるスイッチ開放操作を簡単に行うことができる。

本発明を適用する非常灯の一例を示す概略構成図である。 本発明の電源装置の一例を示す概略構成図である。 図２の電源装置に用いられる光スイッチの概略構成図である。 従来のＬＥＤ電源装置の一例を示す概略構成図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

＜非常灯＞
図１は本発明を適用する非常灯（照明器具）の一例を示す概略構成図である。

この例の非常灯１は、防水型（または防浸型）の照明器具であって、下方が開口された灯具本体（器具本体）１ａ、その灯具本体１ａの開口部１ｂを閉鎖する前面ガラス（例えば透光性強化ガラス）１ｃなどを備えている。灯具本体１ａ内には、後述する電源装置１０の電源供給部２、蓄電池３、光源４、および、点検用スイッチとしての光スイッチ５などが収容されている。

光スイッチ５は、前面ガラス１ｃの内側近傍に配置されており、当該光スイッチ５の光センサ５１（図３参照）に、非常灯１外部からの光（例えば携帯型光源からの光）を、前面ガラス１ｃを通じて照射することができる。

＜電源装置＞
図２は本発明の電源装置の一例を示す概略構成図である。

この例の電源装置１０は、電源供給部２、蓄電池３、光スイッチ５などを備えており、これら電源供給部２、蓄電池３、光スイッチ５は非常灯１の灯具本体１ａ内に収容されている。

電源供給部２は、外部電源である商用電源（ＡＣ１００〜２４２Ｖ）１００に接続され、その商用電源１００からの電力を受ける。電源供給部２と商用電源１００との間には光スイッチ５が接続されている。光スイッチ５の詳細については後述する。

電源供給部２は、定電流電源装置２１および非常灯専用電源装置２２を備えている。これら定電流電源装置２１の入力側および非常灯専用電源装置２２の入力側はともに商用電源１００に接続されている。なお、定電流電源装置２１および非常灯専用電源装置２２を備えた電源供給部２が、本発明の「電源供給部」の一例である。

定電流電源装置２１は、商用電源１００からの電力供給を受けて動作し、一定の電流（定電流）を出力する。定電流電源装置２１の出力側は非常灯専用電源装置２２に接続されている。

非常灯専用電源装置２２には蓄電池３が接続されている。蓄電池３としては、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、鉛蓄電池などが用いられる。また、非常灯専用電源装置２２の出力側には光源４が接続されている。

非常灯専用電源装置２２には、定電流ＤＣ／ＤＣコンバータおよび回路切替スイッチ（図示せず）などが内蔵されている。回路切替スイッチは、平常時と非常時（商用電源１００の停電時）とにおいて、光源４への出力回路を定電流電源装置用回路部（定電流電源装置２１からの電力を光源４に出力する回路部）または蓄電池用回路部（蓄電池３からの電力を光源４に出力する回路部）のいずれか一方に選択的に切り替える。

そして、図２に示す電源装置１０においては、平常時（商用電源１００が通電状態であるとき）には、光源４への出力回路を定電流電源装置用回路部とし、商用電源１００から電力供給を受けて動作している定電流電源装置２１の出力（定電流）を、非常灯専用電源装置２２を経由して変換することなく光源４に出力するとともに、商用電源１００からの電力を、非常灯専用電源装置２２を通じて蓄電池３に供給して当該蓄電池３を充電する。一方、商用電源１００が停電したときには、非常灯専用電源装置２２の回路切替スイッチの切り替えにより、光源４への出力回路を蓄電池用回路部に切り替え、蓄電池３からの電力を、非常灯専用電源装置２２に内蔵の定電流ＤＣ／ＤＣコンバータを経由して光源４に定電流で出力する。

＜光スイッチ＞
次に、光スイッチ５について図１および図３を参照して説明する。

光スイッチ５は、光センサ５１、半導体スイッチング素子５２および比較回路５３などを備えている。

光センサ５１は、当該光センサ５１に照射された光の照度に応じた電圧を出力するセンサであって、例えば、ＣｄＳ（硫化カドミウム）セル、フォトダイオード、フォトトランジスタなどが用いられる。

半導体スイッチング素子５２は、ブレーク接点（ノーマルクローズ）型のＰｈｏｔｏＭＯＳリレーであって、入力電圧がＯＦＦの場合に閉状態となり、入力電圧がＯＮの場合に開状態となる。この半導体スイッチング素子５２が開状態になると、電力供給部２（定電流電源装置２１および非常灯専用電源装置２２）と商用電源１００とが遮断状態になる。なお、半導体スイッチング素子５２としては、例えばＳＳＲ（Solid State Relay）などの他のスイッチング素子を用いてもよい。

光センサ５１の出力電圧は比較回路５３の一方の入力端子に入力される。比較回路５３の他方の入力端子には基準電圧が入力されている。比較回路５３は、光センサ５１の出力電圧と基準電圧とを比較し、光センサ５１の出力電圧が基準電圧以上になったときに電圧信号を半導体スイッチング素子５２に出力する。そして、半導体スイッチング素子５２に電圧信号が入力されると（入力電圧がＯＮになると）、当該半導体スイッチング素子５２が開状態となって光スイッチ５が開放状態になる。これにより電力供給部２と商用電源１００とが遮断される。

ここで、比較回路５３に入力される基準電圧（光センサ５１の出力電圧と比較する基準電圧）については、例えば、非常灯１の周囲の照度に応じて光センサ５１が出力する電圧と、光スイッチ５の操作用の光源（例えば携帯型光源）からの光（周囲照度よりも高い所定照度以上の光）が光センサ５１に照射されたときの出力電圧と、を判別できるような閾値（電圧）を予め計算または実験等によって求めておき、その結果を基に基準電圧を設定すればよい。

以上の構造の非常灯１（電源装置１０）において、点検作業（停電時の点灯時間および照度の点検作業）を行う際には、作業者は、懐中電灯やヘッドライトなどの携帯型光源を用いて、非常灯１内に配置の光スイッチ５（図１参照）の光センサ５１に光を照射する。この携帯型光源から光センサ５１への光照射により、半導体スイッチング素子５２が開状態となって光スイッチ５が開放状態となる。これにより、電源装置１０の電力供給部２と商用電源１００との間が遮断されるので、疑似的に停電状態を作り出すことができる。このように、本実施形態の非常灯１（電源装置１０）では、点検作業時において疑似的に停電状態にする際のスイッチ開放操作を非接触で簡単に行うことができる。

＜効果＞
以上説明したように、本実施形態によれば、電力供給部２と商用電源１００との間に接続される点検用スイッチに光センサ５１を用いているので、非常灯１が防水型（または防浸型）の灯具であっても、点検時に疑似的に停電状態にする際のスイッチ開放操作を簡単に行うことができる。

また、懐中電灯やヘッドライトなど、作業用に一般に普及している携帯型光源を使用して、点検作業時のスイッチ開放操作を行うことできるので、点検用の専用端末を用いる必要がない。さらに、非常灯１（照明器具）が天井等の高所に設置されている場合、従来の点検用スイッチ（機械的スイッチ）では、スイッチ開放操作のために脚立などが必要であり、また転倒等の事故が発生するおそれがあったが、本実施形態のように点検用スイッチを光センサ５１とすることにより、床面からの作業によりスイッチ開放操作を簡単に行うことができ、安全性も向上する。

さらに、本実施形態では、光スイッチ５を構成する光センサ５１および半導体スイッチング素子５２などは半導体素子であるので寿命がきわめて長く、しかも、機械的スイッチを用いた場合に生じる接点不良が発生することもない。

−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、以上の実施形態では、本発明の電源装置を非常灯に適用した例について説明したが、これに限られることなく、保安灯などの他の照明器具にも本発明の電源装置を適用することが可能である。さらに、本発明の電源装置は、非常灯や保安灯などの照明器具の光源への電力供給のほか、例えば電動モータ等の他の電気負荷を備えた電気機器への電力供給にも適用可能である。

以上の実施形態では、防水型（または防浸型）の特殊な構造の照明器具（非常灯）に本発明を適用した例について説明したが、本発明はこれに限られることはく、一般的な構造の照明器具にも適用できる。

以上の実施形態では、電源装置１０の定電流電源装置２１および非常灯専用電源装置２２をともに商用電源１００に接続する場合の例について説明したが、本発明はこれに限られることなく、電源装置１０の定電流電源装置２１を常用回路（例えば、商用電源回路）に接続し、非常灯専用電源装置２２を専用回路（例えば、設備電源回路）に接続する場合にも適用できる。この場合、定電流電源装置２１と常用回路との間および非常灯専用電源装置２２と専用回路との間に、それぞれ図３に示すような光スイッチ５を設けておく。

本発明は、非常灯や保安灯などの照明器具の光源などの電気負荷に電力供給を行う電源装置に有効に利用することができる。

１ 非常灯（照明器具）
１ａ 灯具本体（器具本体）
１ｃ 前面ガラス
１０ 電源装置
２ 電力供給部
２１ 定電流電源装置
２２ 非常灯専用電源装置
３ 蓄電装置
４ 光源
５ 光スイッチ（点検用スイッチ）
５１ 光センサ
５２ 半導体スイッチング素子
５３ 比較回路
１００ 商用電源（外部電源）

本発明の電源装置は、防水構造や防浸構造の照明器具の電源装置であって、外部電源に接続され、前記電気負荷に電力を出力する電力供給部と、前記電力供給部に接続された蓄電池と、前記電力供給部と前記外部電源との間に接続された点検用スイッチとを備え、前記点検用スイッチは光センサと半導体スイッチング素子とを有する光スイッチであり、当該光スイッチは、前記光センサに所定照度以上の光が照射されたときに、前記半導体スイッチング素子が開状態となって前記電力供給部と前記外部電源とを遮断するように構成されており、前記半導体スイッチング素子はＰｈｏｔｏＭＯＳリレーであることを特徴としている。

Claims (2)

1. 電気負荷への電力供給に用いられる電源装置であって、
   外部電源に接続され、前記電気負荷に電力を出力する電力供給部と、前記電力供給部に接続された蓄電池と、前記電力供給部と前記外部電源との間に接続された点検用スイッチとを備え、
   前記点検用スイッチは、光センサと半導体スイッチング素子とを有する光スイッチであり、当該光スイッチは、前記光センサに所定照度以上の光が照射されたときに、前記半導体スイッチング素子が開状態となって前記電力供給部と前記外部電源とを遮断するように構成されていることを特徴とする電源装置。
2. 請求項１に記載の電源装置と、前記電源装置の前記電力供給部に接続される光源とを備え、前記電源装置の前記電力供給部、前記蓄電池および前記光スイッチが器具本体内に収容されていることを特徴とする照明器具。

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