JP4661117B2 - 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る非常用照明システムに関するものであり、特に点検機能を持つ照明システムに関するものである。

誘導灯や非常灯の点検は、消防庁告示、建築基準法等で義務付けられているが、規定では誘導灯が２０分間又は６０分間、非常灯の場合は３０分間、ランプを有効に２次電池で非常点灯させなければならない。従って、通常、点検者は、このように長時間点灯させ続けるために、点検スイッチの引き輪に重りをぶら下げるなどして、上記規定時間内にランプが有効に非常点灯可能か否かを見て廻る必要があり、非常に手間のかかる作業であった。

そこで、点検作業の省力化を図るために、点検作業を自動化する方法が、特開２００４−１１９１５１号公報、特開２００４−１１１３４７号公報に開示されている。これらの公報に開示された照明システムは、外部からの信号を受信したり、ランプや非常用電源の状態を送信することができる通信部を有し、前記通信部を介してお互いに接続してネットワークを構築した複数の自動点検装置と、前記ネットワーク内に設置されて各自動点検装置の制御や監視ができる機能を持った制御監視盤を備えた自動点検システムである。この自動点検システムでは、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を定期的に（例えば、３ヶ月に１回）行う定期点検と、内部抵抗の上昇などによる二次電池の異常を早期に発見するための、比較的短い周期（例えば、一週間に１回）で点検時間が短時間（１分程度）だけ二次電池を放電するような点検（以下、「日常点検」と呼ぶ）とを有して、上記点検の命令を送信するタイミングを、前記制御監視盤にてスケジュール管理することを特徴としている。
特開２００４−１１９１５１号公報 特開２００４−１１１３４７号公報

特開２００４−１１９１５１号公報、特開２００４−１１１３４７号公報に開示された照明システムでは、あらかじめ決められたスケジュールに沿って定期点検・日常点検を行っているので、２次電池の性能の良し悪しに関わらず同じ周期で点検を行うものであった。すなわち、性能の良い２次電池に対しては、過剰な点検を行っていることになる。

点滅に弱いランプ、例えば白熱灯や一対のフィラメントを有する蛍光灯（熱陰極ランプ）は点検のために点滅を繰り返すと、ランプ寿命に影響を与えてしまう。しかし放電を行わないと、２次電池の寿命を早期に発見することができない。

そこで、本発明では、余分な点検によるランプの点滅回数を減らし、ランプ寿命への影響を低減した照明システムを提供することを課題とする。

本発明の照明システムにあっては、上記の課題を解決するために、図１に示すように、ランプ１に電力供給する２次電池２と、外部の常用電源３から電力供給を受けて２次電池２を充電する充電部４と、非常時に２次電池２からランプ１への電力供給を行うスイッチＱと、ランプ１を点灯させる点灯回路部５と、充電しているかどうかを検出する充電検出部６、２次電池２の電圧を検出する電圧検出部７、スイッチＱ・点灯回路部５により強制的にランプ１を点灯させて２次電池２の点検を行う判断部８、外部との間で通信するための通信部９を含んだ制御部１０とを備えた照明装置１１と、この照明装置１１との間でデータの授受を行う制御装置１２とから構成され、前記制御装置１２は、点検時間が長く且つ点検周期の長い定期点検モードの他に定期点検モードよりも点検時間が短く且つ点検周期の短い日常点検モードを有する照明システムにおいて、初期点検の放電結果にもとづいて、定期点検・日常点検の周期をスケジューリングすることを特徴とするものである。

請求項１の発明では、初期点検によって２次電池の性能を判断することによって、定期点検・日常点検のスケジュールを作成するので、放電性能が良い２次電池は、定期点検・日常点検の周期を長く設定するので、余分な定期点検・日常点検の回数を減らすことにより、早期のランプ寿命劣化を防ぐことができ、放電性能が悪い２次電池は、定期点検・日常点検の周期を短く設定するので、電池の異常を早期に発見できる。
請求項２の発明では、定期点検ごとに日常点検のスケジュールを作成していくので、放電結果の電位差が大きいときは比較的周期の短い日常点検の回数を減らすことによりランプの点滅回数を減らすことができ、電位差が小さいときは日常点検の回数を増やすことによって、電池異常を早期に発見できる。

請求項３の発明では、請求項２の発明に比べ、定期点検の周期も変化させることにより、放電結果の電位差が大きいときは、より点検の回数を減らすことによりランプの点滅回数を減らすことができ、電位差が小さいときは、より点検の回数を増やすことによって、電池異常を早期に発見できる。
請求項６の発明では、２次電池の点検処理を擬似ランプにて行うことにより、点検によるランプの点滅回数を０にすることができ、ランプの寿命劣化を防ぐことができる。また非常時にしか点灯しないはずのランプが点検によって突然点灯したり、常時と非常時の光源を共用している器具で非常時の照度が低い器具が点検動作のために暗くなってしまう等、使用者に違和感を与えてしまう問題に対しても、擬似ランプを用いて点検を行えば解決できる。

（実施形態１）
本実施形態の照明システムは、図１に示すように、白熱ランプや放電ランプなどからなるランプ１と、非常用電源となる２次電池２と、常用電源（商用電源ＡＣ）３から供給される電力で２次電池２を充電する充電部４と、２次電池２からの電力供給でランプ１を点灯させる点灯回路部５と、２次電池２から点灯回路部５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２やランプ１などの異常を検出する制御部１０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２を充電し、商用電源ＡＣの停電時に２次電池２からの電力供給で非常灯であるランプ１を点灯するものである。

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４により２次電池２が充電されるとともに、制御部１０によりスイッチ素子Ｑがオフされてランプ１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６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１０によりスイッチ素子Ｑがオンされて２次電池２から点灯回路部５への電力供給が可能となってランプ１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６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１０によりスイッチ素子Ｑがオフされて２次電池２から点灯回路部５への電力供給が停止してランプ１を消灯させる。

制御部１０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４から２次電池２へ流れる充電電流の有無を検出する充電検出部６と、２次電池２の電圧（以下、「電池電圧」という）を検出する電圧検出部７と、各検出部６，７の検出結果から２次電池２の異常を判断する判断部８と、外部の制御装置１２と通信するための通信部９とを具備している。

通信部９は、照明システムの施工時に設定された固有のアドレスを割り当てられており、外部の制御装置１２との間でデータを送受可能とされている。制御装置１２は、照明装置１１の通信部９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。このような制御装置１２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。１つの制御装置１２には、バス配線、カスケード配線、ループ配線、スター配線など、任意の配線または無線により、複数の照明装置１１が接続されている。

本実施形態においては、制御装置１２が各照明装置１１の固有アドレスを指定して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１１では、制御部１０が通信部９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２からの電力供給でランプ１を点灯させ、個々の照明装置１１毎に制御装置１２からの指令で点検を行う。各照明装置１１では、判断部８で２次電池２の異常の有無を判断し、結果を制御装置１２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１１の設置場所まで赴いて点検を行わなくても制御装置１２によってそれぞれの照明装置１１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。

本実施形態の特徴は、システム施工直後に一旦２次電池を満充電にしてから規定時間の放電を行い、規定時間経過時の２次電池の電圧と放電基準電圧との電位差に応じて定期点検・日常点検の周期をスケジューリングすることである。

本実施形態の動作を図２のフローチャートを参照して説明する。本システム施工直後に一旦２次電池２を満充電にしてからすぐに制御装置１２から制御部１０へ初期点検命令信号を送る。満充電になったかどうかは、制御部１０の充電検出部６によって充電電流の有無を検出し、２次電池２の充電時間をカウントして、充電時間が所定充電時間（例えば、誘導灯で２４時間、非常灯で４８時間）を経過していれば満充電と判断する。

制御部１０は初期点検命令を受けると、スイッチ素子Ｑをオンして２次電池２からの電源供給でランプ１を非常点灯させ、点検処理を開始する。なお、充電部４がスイッチング電源である場合、２次電池２の点検中は制御部１０からの指令により充電電流を停止させるように制御することが好ましい。点検が開始されると、制御部１０の電圧検出部７によって２次電池２の電圧を監視して、放電基準電圧以下になれば、電池異常と判断する。放電基準電圧以下になっていない状態で規定時間（例えば誘導灯で２０分、非常灯で６０分）が経過したら、その時点での２次電池２の電圧と所定のしきい値電圧（例えば放電基準電圧）との電位差を判断部８で演算し、その結果を通信部９を介して制御装置１２に送る。制御装置１２では送られた結果をもとに、図３に示すように、規定放電時間経過後の電池電圧と放電基準電圧との電位差が大きいときは、定期点検・日常点検の周期を長く設定する。例えば定期点検を６ヶ月に一回、日常点検を１ヶ月に一回とする。また、図４に示すように、規定放電時間経過後の電池電圧と放電基準電圧との電位差が小さい時は、定期点検・日常点検の周期を短く設定する。例えば定期点検を２ヶ月に一回、日常点検を１週間に一回とする。

このようにして、図５に示すように、定期点検・日常点検のスケジュールを作成する。その後は、作成されたスケジュールに沿って制御装置１２から送られる定期点検命令・日常点検命令によって定期点検・日常点検を行っていく。例えば定期点検を６ヶ月に一回、日常点検を１ヶ月に一回とすると、１年で点検回数は計１２回となり、点滅回数を削減できる。また、例えば定期点検を２ヶ月に一回、日常点検を１週間に一回とすると、１年で点検回数は計４８回となり、異常を早期に発見できる。

このように本実施形態では、図３、図４に示すように、初期点検によって２次電池の性能を判断することによって、図５に示すように、定期点検・日常点検のスケジュールを作成するので、放電性能が良い２次電池は、定期点検・日常点検の周期を長く設定することで、余分な定期点検・日常点検の回数を減らすことにより、早期のランプ寿命劣化を防ぐことができ、放電性能が悪い２次電池は、定期点検・日常点検の周期を短く設定することで、電池の異常を早期に見付けることができる。

（実施形態２）
本実施形態の構成は図１に示した実施形態１と同じであるので、重複する説明は省略する。本実施形態の特徴は、定期点検によって放電による点検を行うたびに、規定時間経過時の２次電池の電圧と放電基準電圧との電位差に応じて日常点検の周期をスケジューリングすることである。

本実施形態の動作を図６のフローチャートを参照して説明する。制御装置１２から制御部１０へ定期点検命令信号を送ると、制御部１０が満充電になっていることを確認してから（満充電になったかどうかは、制御部１０の充電検出部６によって充電電流の有無を検出し、２次電池２の充電時間をカウントして、充電時間が所定時間を経過していれば満充電と判断する）、スイッチ素子Ｑをオンして２次電池２からの電源供給でランプ１を非常点灯させ、点検処理を開始する。

点検が開始されると、制御部１０の電圧検出部７によって２次電池２の電圧を監視して、放電基準電圧以下になれば、電池異常と判断する。放電基準電圧以下になっていない状態で規定時間が経過したら、その時点での２次電池２の電圧と所定のしきい値電圧との電位差を判断部８で演算し、その結果を通信部９を介して制御装置１２に送る。制御装置１２では送られた結果をもとに、図３に示すように、規定放電時間経過後の電池電圧と放電基準電圧との電位差が大きいときは、日常点検の周期を長く設定する。例えば日常点検は１ヶ月に一回とする。また、図４に示すように、規定放電時間経過後の電池電圧と放電基準電圧との電位差が小さいときは、日常点検の周期を短く設定する。例えば日常点検は１週間に一回とする。

このようにして、図７に示すように、定期点検ごとに（次の定期点検までの）日常点検のスケジュールを作成する。その後は、作成されたスケジュールに沿って、制御装置からの日常点検命令によって日常点検を行っていき、再び定期点検の時期が到来すると、その時の定期点検による放電の結果によって再び日常点検のスケジュールを作成し直す。

このように本実施形態では、定期点検ごとに日常点検のスケジュールを作成していくので、放電結果の電位差が大きいときは日常点検の回数を減らすことによりランプの点滅回数を減らすことができ、電位差が小さいときは日常点検の回数を増やすことによって、電池異常を早期に発見できる。
（実施形態３）

本実施形態の構成は図１に示した実施形態１と同じであるので、重複する説明は省略する。本実施形態の特徴は、定期点検によって放電による点検を行うたびに、規定時間経過時の２次電池の電圧と放電基準電圧との電位差に応じて日常点検の周期と、次の定期点検までの周期をスケジューリングすることである。

本実施形態の動作を図８のフローチャートを参照して説明する。定期点検による放電の動作については実施形態２と同じであるので、重複する説明は省略する。図３に示すように、規定時間経過時の２次電池の電圧と所定のしきい値電圧との電位差が大きい時は、日常点検の周期と、次の定期点検までの周期を長く設定する。例えば定期点検は６ヶ月に一回、日常点検は１ヶ月に一回とする。また、図４に示すように、規定時間経過時の２次電池の電圧と所定のしきい値電圧との電位差が小さい時は、日常点検の周期と、次の定期点検までの周期を短く設定する。例えば定期点検は２ヶ月に一回、日常点検は１週間に一回とする。

このようにして、図９に示すように、定期点検ごとに（次の定期点検までの）日常点検と定期点検のスケジュールを作成する。その後は、作成されたスケジュールに沿って、制御装置からの日常点検命令によって日常点検を行っていき、再び定期点検の周期がやってくると、その時の定期点検による放電の結果によって再び日常点検の周期と次の定期点検までのスケジュールを作成する。

このように本実施形態では、実施形態２に比べ、定期点検の周期も変化させることにより、放電結果の電位差が大きいときは、より点検の回数を減らすことによりランプの点滅回数を減らすことができ、電位差が小さいときは、より点検の回数を増やすことによって、電池異常を早期に発見できる。

なお、実施形態１〜３では、点検による放電で規定時間経過した時点での２次電池の電圧と所定のしきい値電圧の電位差によってスケジュールを作成していたが、２次電池の電圧が放電基準電圧に達した時の放電時間と規定時間の時間差に応じてスケジュールを作成してもよい。

これを図１０と図１１に示し説明する。図１０は２次電池の電圧が放電基準電圧に達した時の放電時間と規定時間の時間差に余裕がある場合であり、放電性能が良い図３に対応しており、このような場合には、より点検の回数を減らすことによりランプの点滅回数を減らすことができる。また、図１１は２次電池の電圧が放電基準電圧に達した時の放電時間と規定時間の時間差に余裕がない場合であり、放電性能が悪い図４に対応しており、このような場合には、より点検の回数を増やすことにより電池異常を早期に発見できる。

また、実施形態１〜３では、図１に示す構成例のように、常時にはランプを消灯させておき、非常時にランプを点灯させる照明装置を例示したが、図１２に示すように、常時及び非常時ともにランプ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しても良い。

すなわち、図１２に示すように、常用電源３の出力を充電部４だけでなく点灯回路部５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１を点灯させ、非常時には制御部１０によりスイッチ素子Ｑをオンして２次電池２からの電力供給でランプ１を点灯させるものである。

（実施形態４）
本実施形態の照明システムは、図１３に示すように、点検時において、ランプ１の代わりに放電を行う擬似ランプ１３と、ランプ１と擬似ランプ１３を切り替える切替スイッチ１４を備えている。擬似ランプ１３は、例えばランプ１に相当する抵抗値を有する抵抗器などからなる。それ以外の構成及び動作については実施形態１と同じであるので、重複する説明は省略する。

本実施形態では、点検時における放電は、ランプ１の代わりに擬似ランプ１３を用いて行う。制御装置１２から制御部１０へ点検命令信号を送ると、制御部１０が満充電になっていることを確認してから、切替スイッチ１４を擬似ランプ１３側に切り替え、スイッチ素子Ｑをオンして２次電池２からの電源供給で擬似ランプ１３に通電させ、点検処理を開始する。停電時には切替スイッチ１４をランプ１側に切り替え、スイッチ素子Ｑをオンして２次電池２からの電源供給でランプ１を非常点灯させる。

このように、本実施形態では、２次電池の点検処理を擬似ランプにて行うことにより、点検によるランプの点滅回数を０にすることができ、ランプの寿命劣化を防ぐことができる。また、非常時にしか点灯しないはずのランプが点検によって突然点灯したり、常時と非常時の光源を共用している器具で非常時の照度が低い器具が点検動作のために暗くなってしまう等、使用者に違和感を与えてしまう問題に対しても、擬似ランプを用いて点検を行えば解決できる。

実施形態１の照明システムのブロック図である。 実施形態１の動作を示すフローチャートである。 放電電圧に余裕がある場合を示す説明図である。 放電電圧に余裕がない場合を示す説明図である。 実施形態１の点検スケジュールを示す説明図である。 実施形態２の動作を示すフローチャートである。 実施形態２の点検スケジュールを示す説明図である。 実施形態３の動作を示すフローチャートである。 実施形態３の点検スケジュールを示す説明図である。 放電時間に余裕がある場合を示す説明図である。 放電時間に余裕がない場合を示す説明図である。 照明装置の別の構成例を示すブロック図である。 実施形態４の照明システムのブロック図である。

符号の説明

１ ランプ
２ ２次電池
３ 常用電源
４ 充電部
５ 点灯回路部
６ 充電検出部
７ 電圧検出部
８ 判断部
９ 通信部
１０ 制御部
１１ 照明装置
１２ 制御装置

Claims (6)

1. 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部と、非常時に２次電池からランプへの電力供給を行うスイッチと、ランプを点灯させる点灯回路部と、充電しているかどうかを検出する充電検出部、２次電池の電圧を検出する電圧検出部、スイッチ・点灯回路部により強制的にランプを点灯させて２次電池の点検を行う判断部、外部との間で通信するための通信部を含んだ制御部とを備えた照明装置と、この照明装置との間でデータの授受を行う制御装置とから構成され、前記制御装置は、点検時間が長く且つ点検周期の長い定期点検モードの他に定期点検モードよりも点検時間が短く且つ点検周期の短い日常点検モードを有する照明システムにおいて、初期点検の放電結果にもとづいて、定期点検・日常点検の周期をスケジューリングすることを特徴とする照明システム。
2. 請求項１記載の照明システムにおいて、定期点検での放電結果にもとづいて、日常点検の周期をスケジューリングすることを特徴とする照明システム。
3. 請求項１記載の照明システムにおいて、定期点検での放電結果にもとづいて、日常点検と次の定期点検までの周期をスケジューリングすることを特徴とする照明システム。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の照明システムにおいて、初期点検又は定期点検での放電で、規定時間後の電池電圧と所定のしきい値電圧との電位差に応じて点検の周期をスケジューリングすることを特徴とする照明システム。
5. 請求項１〜３のいずれかに記載の照明システムにおいて、初期点検又は定期点検での放電で、所定のしきい値電圧になるまでの放電時間と規定時間の時間差に応じて点検の周期をスケジューリングすることを特徴とする照明システム。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の照明システムにおいて、点検時にランプの代わりに放電を行う擬似ランプと、点検時にランプから擬似ランプへ電力供給を切り替える切替スイッチを備え、点検時は擬似ランプによって２次電池の放電を行うことを特徴とする照明システム。

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