JP4208021B2 - 照明装置および照明システム - Google Patents

Description

本発明は、誘導灯や非常灯のように常用の電源が停電したときに２次電池などの非常用の電源でランプを点灯させ、２次電池やランプの異常を検出する手段を備える照明装置および照明システムに関するものである。

誘導灯や非常灯のような非常用の照明装置は、商用電源が遮断された際に２次電池からなる非常用の電源で光源を点灯させるものであり、２次電池による点灯が正常に行われるか否かの点検を定期的に行うように消防庁告示及び建築基準法などで義務づけられている。規定では、誘導灯の場合には２０分間又は６０分間、非常灯の場合には３０分間、それぞれ光源を有効に点灯させなければならないことになっている。点検者は、このような長時間点灯を継続させるために、例えば点検スイッチの引き輪に重りをぶら下げて、点灯維持可能かどうかを１つ１つ見て回って点検する必要があり、点検者にとっては非常に手間のかかる作業であった。

そこで、上述のような点検作業の自動化、省力化を図った照明装置が提案されている。例えば、特許文献１には、点検者が短時間だけ点検スイッチをオンすれば、点検シーケンス手段によって所定の点検作業が実行され、２次電池に異常があれば表示手段で表示する照明装置が提案されている。また、特願２００２−２７９７６０においても、点検手段により所定の点検時間以上強制的にランプを点灯させて、２次電池の点検を行う技術が開示されている。
特開平８−１８５９８７号公報

特願２００２−２７９７６０では、点検作業の省力化を図るため、点検スイッチがオフ操作されることによって、満充電状態の２次電池を規定時間、強制的に放電させることを特徴としている。しかし、一旦点検動作が開始されると、規定時間の点検動作が自動的に完了するのを待つことになり、点検完了後に２次電池の充電が再開しても、再び満充電状態になるまで時間を要する（例えば２４時間）。従って、この状態において仮に商用電源が停電すると、２次電池の充電不足により規定時間のランプ点灯ができないという課題がある。

本発明は、上述の課題を解決しようとするものであり、その目的とするところは、２次電池の点検を行うために強制的にランプを点灯させる手段を備えた照明装置において、２次電池の点検動作を点検者が中断させることができる機能を付加することにより、２次電池の不必要な放電を防ぎ、点検動作中断から２次電池が満充電されるまでの時間を短縮して、予期せぬ停電発生に対してより安全な照明装置を提供することにある。

本発明にあっては、上記の課題を解決するために、図１に示すように、光源となるランプ２と、ランプ２に電力供給する２次電池１と、外部の常用電源ＡＣから電力供給を受けて２次電池１を充電する充電手段（電源回路部４及び充電部５）と、常用電源ＡＣの停電状態を擬似的に作り出す第１のスイッチ３と、少なくとも常用電源ＡＣが停電したときに２次電池１からの電力供給でランプ２を点灯させる点灯手段（スイッチ素子Ｑ及び点灯回路部６）と、２次電池１の電圧を検出する電圧検出部９と、点灯手段により所定の点検時間以上強制的にランプ２を点灯させて電圧検出部９の検出出力から２次電池１の点検を行う点検手段と、２次電池１の点検開始信号を出力する信号生成部１５とを有する照明装置において、常用電源からの電力供給でランプを点灯させる常用点灯手段を備え、常用電源からの電力供給が検出されている時にランプに流れる電流を計測してランプの点灯、不点灯を検出することによりランプが正常か否かを常用点灯時に監視するための点灯検出部を有し、常用点灯時の監視結果によりランプが正常でなければ点検手段による点検動作は開始せず、点検手段による点検動作中に常用電源からの電力供給が検出されると、点検動作を中断することを特徴とするものである。

本発明によれば、２次電池の点検を行うために強制的にランプを点灯させる手段を備えた照明装置において、２次電池の点検動作を点検者が中断させることができる機能を付加したことにより、２次電池の不必要な放電を防ぎ、点検動作完了から２次電池が満充電されるまでの時間を短縮して、予期せぬ停電発生に対して２次電池が充電された状態を極力維持することで、より安全な照明装置を提供することができる。

（前提となる構成１）
図１に本発明の前提となる構成１の構成を示す。本構成例の照明装置は、非常用電源となる２次電池１と、白熱ランプや放電ランプなどからなるランプ２と、常用電源（商用電源ＡＣ）に接続された給電経路を開閉する点検スイッチ３と、点検スイッチ３を介して給電経路に接続され、商用電源ＡＣから供給される交流を降圧し安定化して所望の直流を得る電源回路部４と、電源回路部４から出力される直流電力で２次電池１を充電する充電部５と、２次電池１からの電力供給でランプ２を点灯させる点灯回路部６と、２次電池１から点灯回路部６への給電路を開閉するスイッチ素子Ｑと、商用電源ＡＣの停電、復電を検出してスイッチ素子Ｑをオン、オフするとともに２次電池１やランプ２などの異常を検出する制御部７と、異常検出を報知するための表示灯１３とを備え、常時は商用電源ＡＣから電力供給を受けて２次電池１を充電し、商用電源ＡＣの停電時に２次電池１からの電力供給で非常灯であるランプ２を点灯するものである。

また、点検作業を行うための自己点検スイッチ１４と、自己点検スイッチ１４が操作されることによって点検信号を発生する信号生成部１５とが設けられている。これにより、点検動作を行うための操作スイッチは、本構成例では、自己点検スイッチ１４となっており、点検スイッチ３は停電状態を擬似的に作り出す手段となっている。

制御部７はタイマ機能を内蔵したマイクロコンピュータを主構成要素とし、充電部５から２次電池１へ流れる充電電流の有無を検出する充電検出部８と、２次電池１の電圧（以下、「電池電圧」という）を検出する電圧検出部９と、点灯回路部６からランプ２に流れる電流（ランプ電流）を計測してランプ２の点灯、不点灯を検出する点灯検出部１０と、各検出部８，９，１０の検出結果から２次電池１やランプ２の異常を総合的に判断する判断部１１と、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリからなる記憶部１２とを具備している。また、制御部７は点灯回路部６により所定の点検時間以上強制的にランプ２を点灯させて２次電池１の点検を行う点検機能と、２次電池１の充電状態を常時監視する監視機能とを有している。なお、表示灯１３は発光ダイオードからなり、判断部１１により駆動されて発光する。

商用電源ＡＣから電力供給を受けているとき（常時）には、充電部５により２次電池１が充電されるとともに、制御部７によりスイッチ素子Ｑがオフされてランプ２を消灯させているが、停電により商用電源ＡＣからの電力供給が停止したとき（非常時）には、充電検出部８にて充電電流が検出されなくなることで停電が検知され、制御部７によりスイッチ素子Ｑがオンされて２次電池１から点灯回路部６への電力供給が可能となってランプ２を点灯させるものである。そして、復電により商用電源ＡＣからの電力供給が再開されれば、充電検出部８にて充電電流が検出されることで復電が検知され、制御部７によりスイッチ素子Ｑがオフされて２次電池１から点灯回路部６への電力供給が停止してランプ２を消灯させる。

本構成例の照明装置においても、従来技術で説明したように消防庁告示及び建築基準法等で義務づけられている点検（２次電池１による非常点灯が正常に行われるか否かの点検）を定期的（例えば、３箇月に１回）に行う必要がある。この定期的な点検（以下、「定期点検」と呼ぶ）における制御部７の動作について図２のフローチャートを参照して説明する。

まず、点検手段である自己点検スイッチ１４が操作されると、制御部７の信号生成部１５が点検要求信号を生成し、判断部１１が図２のフローチャートの処理を開始し、記憶部１２に記憶されている常用時での２次電池１の監視結果が正常か否かを判断する（ステップ１）。ここで常用時の２次電池１の監視結果（電池外れ、電池電圧低下など）が正常でなければ、判断部１１は２次電池１の異常と判断し（ステップ２）、表示灯１３を点灯あるいは点滅させて異常発生を報知するとともに、その点検結果（２次電池１に異常発生）を記憶部１２に記憶した後（ステップ３）、２次電池１の放電を終了して点検を中止する（ステップ４）。

一方、常用時の２次電池１の監視結果が正常であれば、制御部７はスイッチ素子Ｑをオンして２次電池１の放電を開始し（ステップ５）、点灯検出部１０の検出結果からランプ２の点灯、不点灯を判別し（ステップ６）、不点灯であればランプ２の異常と判断する（ステップ７）。そして、表示灯１３を点灯あるいは点滅させて異常発生を報知するとともに、その点検結果（ランプ２に異常発生）を記憶部１２に記憶した後（ステップ３）、２次電池１の放電を終了して点検を中止する（ステップ４）。

また、点灯検出部１０でランプ２の点灯が検出されれば、判断部１１は電圧検出部９で検出される電池電圧を所定の基準値（以下、「放電基準電圧」と呼ぶ）と比較し（ステップ８）、電池電圧が放電基準電圧以上であればステップ６に戻ってランプ２の点灯、不点灯を判別する。そして、２次電池１が放電して電池電圧が放電基準電圧を下回ったとき、判断部１１はステップ５の放電開始時点からタイマによりカウントし始めた経過時間が所定の点検時間Ｔ１（例えば、一般の非常灯では３０分、長時間型であれば６０分）以上であるか否かを判断し（ステップ９）、経過時間が点検時間Ｔ１未満であれば２次電池１に異常が発生していると判断する（ステップ１０）。そして、表示灯１３を点灯あるいは点滅させて異常発生を報知するとともに、その点検結果（２次電池１に異常発生）を記憶部１２に記憶した後（ステップ３）、２次電池１の放電を終了して点検を中止する（ステップ４）。

一方、経過時間が点検時間Ｔ１以上であれば、判断部１１は２次電池１が正常であると判断し（ステップ１１）、その点検結果（２次電池１及びランプ２は正常）を記憶部１２に記憶した後（ステップ３）、２次電池１の放電を終了して点検を終了する（ステップ４）。

２次電池１の点検時にランプ２が正常に点灯していれば、２次電池１の電池電圧が低下するが、２次電池１の放電開始時刻からの経過時間が点検時間Ｔ１を過ぎる前に放電基準電圧を下回ることはなく、点検時間Ｔ１を過ぎた時点の電池電圧が放電基準電圧以上か否かで２次電池１が正常であるか、あるいは異常が発生しているかを判断することができる。また、ランプ２に異常があって不点灯となったときには、２次電池１の電池電圧が殆ど低下しないから、点検時間Ｔ１を過ぎた時点の電池電圧が放電基準電圧以上となって２次電池１が正常と判断される恐れがあったが、本構成例では点検中におけるランプ２の点灯、不点灯を点灯検出部１０で検出し、ランプ２が不点灯の場合には点検を中止するようにしているから、ランプ２の不点灯により２次電池１の点検が不正確になるのを防ぐことができる。

本構成例では、停電状態を擬似的に作り出す点検スイッチ３と、点検動作を行うための自己点検スイッチ１４とを個別に設けることで、２次電池１によってランプ２が点灯するか否かのみを確認する作業と、上述の定期点検とを区別することが可能となる。しかし、一旦点検動作が開始されると、規定時間の点検動作が自動的に完了するのを待つことになり、点検完了後に２次電池の充電が再開しても、再び満充電状態になるまで時間を要するため、この状態において仮に商用電源が停電すると、２次電池の充電不足により規定時間のランプ点灯ができない。

そこで、図２に示すフローチャートのような処理によって、定期点検動作状態を解除する手段を設ける。具体的には、定期点検動作中に自己点検スイッチ１４が操作されたか否かを判断する処理（ステップ１２および１３）が追加されている。定期点検動作中に自己点検スイッチ１４が操作されたならば、定期点検動作を中断して２次電池１の放電を終了させ、点検結果を記憶部１２へ記憶することなく常用動作へ復帰する。自己点検スイッチ１４が操作されていないならば、定期点検動作を継続させる。

なお、点検状態を解除するか否かの判断は、図３に示すように、自己点検スイッチ１４が連続して所定時間操作されたか、または図４に示すように、操作時間の累積が所定時間以上に達したか等の判定方法によって、信号生成部１５が点検信号を出力するようにすると良い。所定時間は、作業者が意図的に点検作業を解除しようとするので、例えば３秒程度に設定するのが望ましい。

このように、前提となる構成１では、停電状態を擬似的に作り出す点検スイッチ３と、点検動作を行うための自己点検スイッチ１４とを個別に設け、点検動作中に自己点検スイッチ１４を再操作することによって点検動作を任意に中断させることができるので、点検動作の開始および解除を確実に行うことが可能となる。なお、自己点検スイッチ１４の操作による点検動作中は２次電池１の充電は中止し、自己点検スイッチ１４の再操作による点検中断後は２次電池１の充電を再開するように、充電部５を制御する機能を制御部７に設けておくことは言うまでも無い。

図５は本構成例の一変形例を示す。この構成例は、特願２００２−２７９７６０の実施形態７に記載されているように、複数の照明装置と、各照明装置との間で通信線Ｌを介してデータの授受を行う制御装置１６とで構成される非常灯あるいは誘導灯の照明システムである。この照明システムにおいても、点検要求のトリガーが自己点検スイッチ１４と信号生成部１５からの信号に代えて、制御装置１６から通信線Ｌを介して通信部１７が受信した点検要求信号に変わるだけなので、同様の効果がある。

図５の照明装置は、自己点検スイッチ１４と信号生成部１５を具備しない点と、通信線Ｌを介してデータの授受を行うための通信部１７を具備する点とを除けば、図１の照明装置と共通の構成を備えている。制御装置１６は、通信線Ｌを介して照明装置との間でデータを授受する通信手段やマイクロコンピュータからなる制御手段、その他にＥＥＰＲＯＭなどからなる不揮発性のメモリ等を備えている。但し、このような制御装置１６は従来周知の技術で実現可能であるから詳細な構成については図示並びに説明を省略する。

本構成例においては、制御装置１６が各照明装置の固有アドレスを指定して定期的（例えば、３箇月に１回）に点検開始のコマンドデータを順次送信し、このコマンドデータを受信した照明装置では、制御部７が通信部１７で受信したコマンドデータを解釈して点検処理を開始し、スイッチ素子Ｑをオンして２次電池１からの電力供給でランプ２を点灯させ、個々の照明装置毎に制御装置１６からの指令で定期点検を行う。また、各照明装置では、３箇月に１回行われる定期点検とは別に２次電池１の状態を常時監視しており、判断部１１では定期点検の点検結果と監視結果を総合的に判断して２次電池１並びにランプ２の異常の有無を判断し、優先順位の高い結果を選択して制御装置１６に送信している。したがって、点検作業を行う者は各照明装置の設置場所まで赴いて点検を行わなくても制御装置１６によってそれぞれの照明装置の点検結果を把握することができて点検作業の省力化が図れるものである。この場合、定期点検動作の中断は、制御装置１６を操作することによって実現する。

（前提となる構成２）
図６に本発明の前提となる構成２のフローチャートを示す。本例の構成は前提となる構成１の図１と共通であるから、図示並びに説明は省略する。本構成例の特徴は、定期点検動作状態を解除する手段として、商用電源の通電状態を検出することにある。

図６に示すフローチャートは、ステップ１〜ステップ１１は前提となる構成１と共通であるが、本構成例ではステップ１２として、定期点検動作中に商用電源が停電したのちに復電したか否かを判断する処理を追加している。

前提となる構成１の図１の構成であれば、定期点検は商用電源が通電された状態でスイッチ素子Ｑをオンして強制的に２次電池１を放電させているので、商用電源は通電された状態である。従って、定期点検動作中に点検スイッチ３を操作したり、ブレーカーを開閉するなどして、停電を検出したのちに復電を検出したならば、定期点検動作を中断して２次電池１の放電を終了させ、点検結果を記憶部１２へ記憶することなく常用動作へ復帰する。停電を検出しなかった場合は、定期点検動作を継続する。また、停電を検出しても復電を検出しなかった場合は、停電状態であるのでそのまま２次電池１の放電を継続する。

点検状態を解除するか否かの判断は、前提となる構成１同様に、図３や図４に示すような判定方法によって行うと良く、所定時間も同様に例えば３秒程度に設定するのが望ましい。

このように、前提となる構成２では、点検手段とは異なる手段を用いることによって点検動作を中断させるため、例えば複数の照明器具が接続されている場合などは、ブレーカーを開閉することで前提となる構成１よりも容易に点検動作を中断させることが可能となる。

（実施形態１）
前提となる構成１および前提となる構成２で説明した図１の点灯回路は、２次電池１のみを電源としてランプ２を点灯させても、または２次電池１と商用電源ＡＣの双方を電源としてランプ２を点灯させても、いずれでも構わない。２次電池１と商用電源ＡＣの双方を電源とする場合は、図７のような構成となる。図７の構成例は、特願２００２−２７９７６０の実施形態８に記載されているように、常時及び非常時ともにランプ２を点灯させるタイプの非常灯あるいは誘導灯として構成されている。すなわち、図７の破線に示すように、電源回路部４の出力を充電部５だけでなく点灯回路部６にも入力し、常時においても商用電源ＡＣからの電力供給でランプ２を点灯させ、非常時には制御部７によりスイッチ素子Ｑ１をオンして２次電池１からの電力供給でランプ２を点灯させるものである。なお、本実施形態では常時においてもランプ２を点灯させるから、常用時の監視項目（図２または図６のステップ１の判定対象）にランプ２の点灯、不点灯の検出も追加する必要がある。

（実施形態２）
また、図５の構成例と同様に、図７における自己点検スイッチ１４と信号生成部１５の代わりに制御装置１６と通信部１７を具備した、図８のような照明システムの構成であっても、同様の効果を得られる。

本発明の前提となる構成１の構成を示すブロック回路図である。 本発明の前提となる構成１の動作を示すフローチャートである。 本発明の前提となる構成１における自己点検スイッチの操作判定方法の一例を示す説明図である。 本発明の前提となる構成１における自己点検スイッチの操作判定方法の他の一例を示す説明図である。 本発明の前提となる構成１の一変形例の構成を示すブロック回路図である。 本発明の前提となる構成２の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態１の構成を示すブロック回路図である。 本発明の実施形態２の構成を示すブロック回路図である。

符号の説明

１ ２次電池
２ ランプ
３ 点検スイッチ
４ 電源回路部
５ 充電部
６ 点灯回路部
７ 制御部
９ 電圧検出部
１１ 判断部
１４ 自己点検スイッチ
１５ 信号生成部

Claims (2)

1. 光源となるランプと、ランプに電力供給する２次電池と、外部の常用電源から電力供給を受けて２次電池を充電する充電手段と、常用電源の停電状態を擬似的に作り出す第１のスイッチと、少なくとも常用電源が停電したときに２次電池からの電力供給でランプを点灯させる点灯手段と、２次電池の電圧を検出する電圧検出部と、点灯手段により所定の点検時間以上強制的にランプを点灯させて電圧検出部の検出出力から２次電池の点検を行う点検手段と、２次電池の点検開始信号を出力する信号生成部とを有する照明装置において、常用電源からの電力供給でランプを点灯させる常用点灯手段を備え、常用電源からの電力供給が検出されている時にランプに流れる電流を計測してランプの点灯、不点灯を検出することによりランプが正常か否かを常用点灯時に監視するための点灯検出部を有し、常用点灯時の監視結果によりランプが正常でなければ点検手段による点検動作は開始せず、点検手段による点検動作中に常用電源からの電力供給が検出されると、点検動作を中断することを特徴とする照明装置。
2. 請求項１に記載された１台または複数台の照明装置と、前記照明装置と通信線を介して接続され点検開始信号を照明装置へ出力する制御装置とから構成されることを特徴とする照明システム。

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