JP2020155385A - 非常用照明器具の点灯装置及び非常用照明器具 - Google Patents

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Abstract

【課題】小型化及びコストダウンを図る。【解決手段】点灯装置1は、常用電源9から供給される常用電力で常用光源30を点灯させる第1電源回路11と、非常用電源41から供給される非常用電力で非常用光源40を点灯させる第2電源回路12とを備える。点灯装置1は、点検用の操作入力を受け付ける操作入力受付回路13と、常用電源9から第1電源回路11への給電路に設けられた遮断回路14とを備える。点灯装置1は、操作入力受付回路13が操作入力を受け付けたときに遮断回路14を制御して給電路を遮断させる制御回路15を備える。【選択図】 図3

Description

本開示は、非常用照明器具の点灯装置及び非常用照明器具に関し、より詳細には、組込み形非常時用照明器具に相当する非常用照明器具に使用される点灯装置、及び当該点灯装置を備える非常用照明器具に関する。
非常用照明器具には、主に併用形、専用形及び組込み形の三種類の非常用照明器具がある。併用形の非常用照明器具は、常用照明及び非常時用照明のいずれにおいても,常に非常時用照明の光源が点灯する照明器具である。専用形の非常用照明器具は、常用照明への電源が断たれたときにだけ非常時用照明の光源が点灯する照明器具である。そして、組込み形の非常用照明器具は、2個以上の光源を有し、そのうちの少なくとも1個の光源を非常用電源によって点灯させ、残り1個以上の光源を常用電源によって点灯させる照明器具である。
例えば、特許文献1に記載されている非常用照明器具は専用形の非常用照明器具である。特許文献1記載の非常用照明器具は、点検用のスイッチを有している。当該スイッチがオンされると、電池を電源としてランプ(光源)が点灯する。
特開平10−326513号公報
ところで、常用照明用の光源と非常用照明用の光源を別々に有する組込み形の非常用照明器具においては、常用電源(例えば、系統電源)からの給電路に挿入された外付けの点検スイッチがオフされることで擬似的な停電を発生させて点検が行われている。
しかしながら、常用電源からの給電路を開閉する点検スイッチは、往きと戻りの2本の給電路を連動して開閉させるために、二つの接点を機械的に開閉する2極のスイッチ(いわゆる両切りスイッチ)で構成されている。このような両切りスイッチは、機械式の接点を二つ備えているため、接点を一つしか備えていない片切スイッチに比べて高価であり、かつ、大型である場合が多い。
本開示の目的は、小型化及びコストダウンを図ることが可能な非常用照明器具の点灯装置及び非常用照明器具を提供することである。
本開示の一態様に係る非常用照明器具の点灯装置は、常用電源から供給される常用電力で常用光源を点灯させる第1電源回路と、非常用電源から供給される非常用電力で非常用光源を点灯させる第2電源回路とを備える。前記点灯装置は、点検用の操作入力を受け付ける操作入力受付回路と、前記常用電源から前記第1電源回路への給電路に設けられた遮断回路とを備える。前記点灯装置は、前記操作入力受付回路が前記操作入力を受け付けたときに前記遮断回路を制御して前記給電路を遮断させる制御回路を更に備える。
本開示の一態様に係る非常用照明器具は、前記点灯装置と、前記常用光源と、前記非常用光源と、前記点灯装置、前記常用光源及び前記非常用光源を収容する本体とを備える。
本開示の非常用照明器具の点灯装置及び非常用照明器具は、小型化及びコストダウンを図ることが可能になるという効果がある。
図1は、本開示の実施形態に係る非常用照明器具の斜視図である。 図2は、同上の非常用照明器具の分解斜視図である。 図3は、本開示の実施形態に係る点灯装置の回路ブロック図である。 図4は、同上の変形例の点灯装置の一部省略した回路ブロック図である。 図5は、同上の参考例1の点灯装置の一部省略した回路ブロック図である。 図6は、同上の参考例2の点灯装置の一部省略した回路ブロック図である。
本開示の実施形態に係る点灯装置及び非常用照明器具について、図面を参照して詳細に説明する。ただし、下記の実施形態において説明する各図は模式的な図であり、各構成要素の大きさ及び厚さのそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。なお、以下の実施形態で説明する構成は本開示の一例にすぎない。本開示は、以下の実施形態に限定されず、本開示の効果を奏することができれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
まず、実施形態に係る非常用照明器具2について図1及び図2を参照して説明する。実施形態に係る非常用照明器具2(以下、非常用照明器具2と略す。)は、組込み形の非常用照明器具である。非常用照明器具2は、常用光源ユニット3と、非常用光源ユニット4と、非常用電源ユニット5と、器具本体6とを備える。器具本体6は、吊りボルトに固定され、天井材の下面(天井面)に直付けされる。常用光源ユニット3は、器具本体6に対して着脱可能に取り付けられる。ただし、器具本体6は天井材に設けられる埋込孔に埋め込まれるように構成されてもよい。
器具本体6は、金属板により、下面が開放された長尺の箱形に形成されている(図2参照)。器具本体6の底板60の長手方向の中央に、電源線を通すための孔61が貫通している。また、底板60には吊りボルトを通すための二つの孔62が、中央の孔61を挟んで一列に並ぶ位置に貫通している(図2参照)。
常用光源ユニット3は、常用光源30(図3参照)と、常用光源30を点灯させる第1電源回路11(図3参照)と、常用光源30及び第1電源回路11が取り付けられる取付板と、取付板の下側に取り付けられるカバー31(図2参照)とを有する。
常用光源30は、一つ以上のLEDモジュールで構成されることが好ましい。LEDモジュールは、長尺の長方形状に形成された基板と、基板の表面に実装された複数のLEDとを有する。複数のLEDは、基板の長手方向に沿って等間隔に並ぶように基板の表面(下面)に実装される。
取付板は、長尺の長方形状に形成されている。取付板の表面(下面)に常用光源30が取り付けられる。また、取付板の裏面(上面)に第1電源回路11が取り付けられる。また、取付板は、長手方向における両端寄りの位置において幅方向の一端側に延びる一対の引掛金具と、幅方向の他端側に配置される一対の引掛ばねとを有している。常用光源ユニット3は、一対の引掛金具及び一対の引掛ばねをそれぞれ器具本体6に引っ掛けることにより、器具本体6に着脱可能に取り付けられる。
第1電源回路11は、金属製のケースに収容されて取付板の裏面に取り付けられる。
カバー31は、アクリル樹脂又はポリカーボネート樹脂などの透光性を有する合成樹脂材料によって半円筒形に形成されている。カバー31は、常用光源30を覆うように取付板の下側に取り付けられる(図2参照)。なお、カバー31は、常用光源30から放射される光を拡散して床面に照射するように構成されることが好ましい。
非常用光源ユニット4は、非常用光源40、非常用電源41、非常用光源40及び非常用電源41を収容する筐体42を有する(図2参照)。また、非常用光源ユニット4は、レンズ43、操作ボタン44、表示ランプ45を更に有する。
非常用光源40は、いわゆるCoB(Chip on Board)型のLEDである。非常用光源40から放射される光は、レンズ43によって配光制御される。レンズ43は、いわゆるバットウイング状の配光特性を実現する広角配光レンズであることが好ましい。
非常用電源41は、例えば、複数本の密閉形ニッケル・水素蓄電池を有することが好ましい。これら複数本の密閉形ニッケル・水素蓄電池は、例えば、熱収縮チューブに覆われて支持されることが好ましい。
筐体42は、半円筒形状に形成され、非常用光源40、非常用電源41及びレンズ43を内部に収容する。ただし、筐体42の半円筒面(下面)に窓420が開口し、窓420を通してレンズ43の一部が筐体42の外に露出している(図2参照)。さらに、筐体42の内部に操作ボタン44及び表示ランプ45が収容される。
操作ボタン44は、後述する操作入力受付回路13の押しボタンスイッチ130を押し操作するための部材である。操作ボタン44は、筐体42の半円筒面に設けられた孔を通して押し操作可能に筐体42に収容されている。
表示ランプ45は、例えば、ラジアルリード付き又は表面実装型の緑色LEDである。表示ランプ45は、筐体42の半円筒面に設けられた孔を通して緑色光を出射可能に筐体42に収容されている。
非常用電源ユニット5は、系統電源などの常用電源9から供給される電力(常用電力)で非常用電源41を充電し、常用電源9の停電時に非常用電源41から供給される電力(非常用電力)で非常用光源40を点灯させるように構成される。非常用電源ユニット5は、金属製のケース50を備える(図2参照)。ケース50は、直方体状に形成されている。ケース50内には、後述する第2電源回路12、遮断回路14及び制御回路15などを構成するプリント回路が収容されている。なお、非常用電源ユニット5は、器具本体6の底板60の下面に取り付けられる。
次に、実施形態に係る点灯装置1について図3を参照して詳細に説明する。実施形態に係る点灯装置1(以下、点灯装置1と略す。)は、第1電源回路11、第2電源回路12、操作入力受付回路13、遮断回路14及び制御回路15を備える。
第1電源回路11は、常用電源9の常用電力(交流電力)を直流電力に電力変換し、当該直流電力を常用光源30に供給して常用光源30を点灯させる。第1電源回路11は、例えば、スイッチング電源回路を有することが好ましい。
第2電源回路12は、常用電力で非常用電源41を充電する充電回路、非常用電源41から非常用光源40に供給される電流を定電流化する定電流回路などを備える。
遮断回路14は、電磁リレー140と、電磁リレー140を駆動する駆動回路を備える。電磁リレー140は、常閉型のリレー接点(機械的接点)141と、励磁コイル143(駆動部)を有する。リレー接点141は、常用電源9から第1電源回路11への給電路に挿入される。電磁リレー140は、励磁コイル143に励磁電流が流れているときにリレー接点141をオフする。遮断回路14は、リレー接点141をオフすることで常用電源9から第1電源回路11への給電路を遮断する。
駆動回路は、半導体スイッチング素子144を有する。半導体スイッチング素子144は、例えば、エンハンスメント形のnチャネルMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)である。半導体スイッチング素子144のドレインが励磁コイル143の第1端に電気的に接続されている。半導体スイッチング素子144のソースがグランドに電気的に接続されている。励磁コイル143の第2端は制御電源回路と電気的に接続されて制御電圧Vccが印加されている。したがって、半導体スイッチング素子144がオンしたときに励磁コイル143に励磁電流が流れる。なお、制御電源回路(不図示)は、常用電力及び非常用電力から制御電圧Vccを生成するように構成される。
操作入力受付回路13は、押しボタンスイッチ130と、抵抗器131とを有する。押しボタンスイッチ130は、常開型の接点を有し、押しボタンが押し操作されているときに接点を閉じるように構成されている。押しボタンスイッチ130(の接点)の一端がグランドに電気的に接続され、押しボタンスイッチ130(の接点)の他端が抵抗器131を介して制御電圧Vccにプルアップされている。
制御回路15は、マイクロコントローラ150を有する。マイクロコントローラ150は、グランド端子151、入力ポート152、電源端子153、第1出力ポート154、第2出力ポート155などを有する。グランド端子151がグランドに電気的に接続されている。電源端子153に制御電圧Vccが入力される。入力ポート152は操作入力受付回路13の押しボタンスイッチ130と抵抗器131の接続点と電気的に接続されている。第1出力ポート154は、第2電源回路12と電気的に接続されている。第2出力ポート155は、遮断回路14の半導体スイッチング素子144のゲートと電気的に接続されている。また、マイクロコントローラ150の別の入力ポートには、常用電源9の停電を検出する停電検出回路から停電検出信号が入力される。停電検出回路(不図示)は、例えば、常用電源9から第2電源回路12に入力する交流電圧をしきい値と比較し、交流電圧がしきい値以下になる状態が所定時間(例えば、交流電圧の周期の数倍の時間)よりも長く継続したときに停電検出信号を出力すればよい。
なお、第1電源回路11は常用光源ユニット3に含まれ、操作入力受付回路13は非常用光源ユニット4に含まれている。また、第2電源回路12、遮断回路14、制御回路15、制御電源回路及び停電検出回路は、非常用電源ユニット5に含まれている。
次に、常用電源9が停電していない場合と停電している場合の点灯装置1の動作を説明する。
常用電源9が停電していない場合、停電検出回路から制御回路15に停電検出信号が出力されないので、制御回路15のマイクロコントローラ150は、半導体スイッチング素子144をオンしない。半導体スイッチング素子144がオンしないため、電磁リレー140が駆動されず、リレー接点141がオン状態を維持する。その結果、第1電源回路11が常用電力によって常用光源30を点灯させ、第2電源回路12の充電回路が常用電力によって非常用電源41を充電する。
一方、常用電源9が停電している場合、常用電源9から第1電源回路11及び第2電源回路12への常用電力の供給が停止するので、第1電源回路11が停止して常用光源30が消灯する。また、第2電源回路12の充電回路も停止する。そして、停電検出回路が常用電源9の停電を検出して停電検出信号を出力する。制御回路15のマイクロコントローラ150は、停電検出信号を受け取ると、第2電源回路12を制御し、非常用電源41から供給される非常用電力で非常用光源40を点灯させる。
続いて、点検時の点灯装置1の動作を説明する。
常用電源9が停電していない状況で非常用光源ユニット4の操作ボタン44が押し操作されると、操作入力受付回路13の押しボタンスイッチ130がオンする。押しボタンスイッチ130がオンすると、制御回路15のマイクロコントローラ150の入力ポートにローレベルの操作信号が入力される。マイクロコントローラ150は、操作信号が入力されると、第2出力ポート155からハイレベルの電圧を出力することで半導体スイッチング素子144をオンする。半導体スイッチング素子144がオンすれば、電磁リレー140が駆動されてリレー接点141がオフする。その結果、遮断回路14によって常用電源9から第1電源回路11への給電路が遮断され、第1電源回路11が停止して常用光源30が消灯する。また、制御回路15のマイクロコントローラ150は、第2電源回路12を制御し、充電回路を停止するとともに、非常用電源41から供給される非常用電力で非常用光源40を点灯させる。なお、操作ボタン44が押し操作されなくなれば、押しボタンスイッチ130がオフするので、マイクロコントローラ150の入力ポートにローレベルの操作信号が入力されなくなる。
マイクロコントローラ150は、操作信号が入力されなくなると、第2出力ポート155からハイレベルの電圧を出力しないことで半導体スイッチング素子144をオフする。半導体スイッチング素子144がオフすれば、電磁リレー140が駆動されなくなってリレー接点141がオンする。その結果、遮断回路14によって常用電源9から第1電源回路11への給電路が遮断されなくなり、第1電源回路11が動作して常用光源30が点灯する。また、マイクロコントローラ150は、第2電源回路12を制御し、充電回路に非常用電源41の充電を再開させるとともに非常用光源40を消灯させる。
ところで、点検時に第1電源回路11を強制的に停止して常用光源30を消灯させる方法として、制御回路15から第1電源回路11を直接制御する方法が考えられる。しかしながら、上述のような方法を実行するためには、第1電源回路11は、外部からの制御によって出力電流を停止する機能を有していなければならない。
これに対して点灯装置1では、遮断回路14によって常用電源9から第1電源回路11への給電路を遮断するので、第1電源回路11が外部からの制御によって出力電流を停止する機能を有している必要はない。つまり、点灯装置1は、第1電源回路11が外部からの制御によって出力電流を停止する機能を有するか否かにかかわらず、常用光源30を強制的に消灯させて点検作業を行うことができる。
さらに、点灯装置1は、遮断回路14によって常用電源9から第1電源回路11への給電路を遮断するだけでなく、非常用電源41から供給される非常用電力で非常用光源40を点灯させるように第2電源回路12を制御する。つまり、遮断回路14は、常用電源9から第2電源回路12への給電路を遮断する必要がない。その結果、点灯装置1は、従来のように2極のスイッチで常用電源9から第1電源回路11及び第2電源回路12への給電路を遮断する必要がないので、従来に比べて、小型化及びコストダウンを図ることができる。
ここで、実施形態に係る点灯装置1の変形例について、図4を参照して説明する。変形例の点灯装置1は、遮断回路14が電磁リレー140に代えて半導体リレー145を備える点が実施形態に係る点灯装置1と相違する。なお、変形例の点灯装置1は、遮断回路14の構成以外の構成が実施形態に係る点灯装置1と共通しているので、共通する構成要素には同一の符号を付して適宜図示及び説明を省略する。
変形例における遮断回路14は、半導体リレー145と、半導体スイッチング素子144と、トライアックカプラ146と、三つの抵抗器R0、R1、R2とを備える。
半導体リレー145は、トライアック(双方向三端子サイリスタ)Q1と、抵抗器R0とを有する。トライアックQ1の第1端子は、抵抗器R0の第1端、常用電源9の負極及び第2電源回路12の低電位側の入力端子と電気的に接続されている。トライアックQ1の第2端子は、第1電源回路11の低電位側の入力端子と電気的に接続されている。トライアックQ1のゲート端子は、抵抗器R0の第2端と電気的に接続されている。
トライアックカプラ146は、LED147と、フォトトライアック148を有する。フォトトライアック148の第1端は、半導体リレー145のトライアックQ1のゲート端子と電気的に接続されている。フォトトライアック148の第2端は、抵抗器R1を介して半導体リレー145のトライアックQ1の第2端と電気的に接続されている。LED147のアノードは、抵抗器R2を介して制御電圧Vccが印加されている。半導体スイッチング素子144のドレインに抵抗器R2を介して制御電圧Vccが印加されている。LED147のカソードは、半導体スイッチング素子144のドレインと電気的に接続されている。
変形例における制御回路15のマイクロコントローラ150は、点検時を除いて、第2出力ポート155から常にハイレベルの電圧を出力して半導体スイッチング素子144をオンしている。半導体スイッチング素子144がオンしている場合、フォトトライアック148のLED147に電流が流れ続けるため、フォトトライアック148が常に導通している。フォトトライアック148が導通すれば、半導体リレー145のトライアックQ1の第2端子とゲート端子が、抵抗器R1とフォトトライアック148を介して電気的に接続される。その結果、半導体リレー145のトライアックQ1が常用電源9の電源電圧のゼロクロス及びその前後を除いて常にオンするため、常用電源9から第1電源回路11への給電路は遮断されない。
一方、マイクロコントローラ150は、入力ポート152にローレベルの操作信号が入力されると、第2出力ポート155の出力電圧をローレベルにして半導体スイッチング素子144をオフする。半導体スイッチング素子144がオフすれば、トライアックカプラ146のフォトトライアック148がオフし、半導体リレー145のトライアックQ1のゲート端子と抵抗器R1が電気的に切り離される。その結果、半導体リレー145がオフとなり、遮断回路14によって常用電源9から第1電源回路11への給電路が遮断される。
変形例の点灯装置1は、電磁リレー140に代えて半導体リレー145を使用することにより、遮断回路14の小型化を図ることができる。
ところで、実施形態に係る点灯装置1及び変形例の点灯装置1において、遮断回路14は、常用電源9から第1電源回路11への給電路だけでなく、常用電源9から第2電源回路12への給電路を遮断するように構成されてもよい。
例えば、図5に示す参考例1の点灯装置1では、遮断回路14の電磁リレー140が二つのリレー接点141、142を有し、二つ目のリレー接点142が常用電源9から第2電源回路12への給電路に挿入されている。参考例1の点灯装置1において、制御回路15が半導体スイッチング素子144をオンして電磁リレー140を駆動すれば、常用電源9から第1電源回路11及び第2電源回路12へのそれぞれの給電路が一緒に遮断される。
また、図6に示す参考例2の点灯装置1では、遮断回路14が二つの半導体リレー145と二つのトライアックカプラ146を有し、二つ目の半導体リレー145が常用電源9から第2電源回路12への給電路に挿入されている。参考例2の点灯装置1において、制御回路15が半導体スイッチング素子144をオフして二つの半導体リレー145をオフすれば、常用電源9から第1電源回路11及び第2電源回路12へのそれぞれの給電路が一緒に遮断される。
上述のように参考例1、2の点灯装置1は、遮断回路14によって常用電源9から第1電源回路11及び第2電源回路12への給電路を遮断するので、制御回路15によらずに自動的に第2電源回路12の充電回路を停止させることができる。
上述のように第1の態様に係る点灯装置(1)は、非常用照明器具の点灯装置である。第1の態様に係る点灯装置(1)は、常用電源(9)から供給される常用電力で常用光源(30)を点灯させる第1電源回路(11)と、非常用電源(41)から供給される非常用電力で非常用光源(40)を点灯させる第2電源回路(12)とを備える。第1の態様に係る点灯装置(1)は、点検用の操作入力を受け付ける操作入力受付回路(13)と、常用電源(9)から第1電源回路(11)への給電路に設けられた遮断回路(14)とを備える。第1の態様に係る点灯装置(1)は、操作入力受付回路(13)が操作入力を受け付けたときに遮断回路(14)を制御して給電路を遮断させる制御回路(15)を備える。
第1の態様に係る点灯装置(1)は、従来のように2極のスイッチで常用電源(9)から第1電源回路(11)及び第2電源回路(12)への給電路を遮断する必要がないので、従来に比べて、小型化及びコストダウンを図ることができる。
第2の態様に係る点灯装置(1)は、第1の態様との組合せにより実現され得る。第2の態様に係る点灯装置(1)において、遮断回路(14)は、機械的接点(リレー接点141)と、機械的接点を開閉する駆動部(励磁コイル143)とを有することが好ましい。
第2の態様に係る点灯装置(1)は、遮断回路(14)が機械的接点と駆動部を有する電磁リレーを備えることにより、更なる小型化を図ることができる。
第3の態様に係る点灯装置(1)は、第1の態様との組合せにより実現され得る。第3の態様に係る点灯装置(1)において、遮断回路(14)は、給電路に挿入された半導体リレー(145)を有することが好ましい。制御回路(15)は、半導体リレー(145)を駆動して給電路を遮断させることが好ましい。
第3の態様に係る点灯装置(1)は、遮断回路(14)が半導体リレー(145)を有することにより、更なる小型化を図ることができる。
第4の態様に係る非常用照明器具(2)は、第1〜第3のいずれかの態様に係る点灯装置(1)と、常用光源と、非常用光源と、点灯装置(1)、常用光源及び非常用光源を収容する本体(器具本体6)とを備える。
第4の態様に係る非常用照明器具(2)は、点灯装置(1)の小型化及びコストダウンを図ることができる。
第5の態様に係る非常用照明器具(2)は、第4の態様との組合せにより実現され得る。第5の態様に係る非常用照明器具(2)において、遮断回路(14)は、本体内に収容されることが好ましい。
第5の態様に係る非常用照明器具(2)は、遮断回路(14)が本体内に収容されれば、更なる小型化を図ることができる。
1 点灯装置
2 非常用照明器具
6 器具本体(本体)
9 常用電源
11 第1電源回路
12 第2電源回路
13 操作入力受付回路
14 遮断回路
15 制御回路
40 非常用光源
41 非常用電源
141 リレー接点(機械的接点)
143 励磁コイル(駆動部)
145 半導体リレー

Claims (5)

  1. 常用電源から供給される常用電力で常用光源を点灯させる第1電源回路と、
    非常用電源から供給される非常用電力で非常用光源を点灯させる第2電源回路と、
    点検用の操作入力を受け付ける操作入力受付回路と、
    前記常用電源から前記第1電源回路への給電路に設けられた遮断回路と、
    前記操作入力受付回路が前記操作入力を受け付けたときに前記遮断回路を制御して前記給電路を遮断させる制御回路と、
    を備える、
    非常用照明器具の点灯装置。
  2. 前記遮断回路は、機械的接点と、前記機械的接点を開閉する駆動部とを有する、
    請求項1記載の非常用照明器具の点灯装置。
  3. 前記遮断回路は、前記給電路に挿入された半導体リレーを有し、
    前記制御回路は、前記半導体リレーを駆動して前記給電路を遮断させる、
    請求項1記載の非常用照明器具の点灯装置。
  4. 請求項1−3のいずれかの点灯装置と、
    前記常用光源と、
    前記非常用光源と、
    前記点灯装置、前記常用光源及び前記非常用光源を収容する本体と、
    を備える、
    非常用照明器具。
  5. 前記遮断回路は、前記本体内に収容される、
    請求項4記載の非常用照明器具。
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