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

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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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