JP5371820B2

JP5371820B2 - 時限点灯装置

Info

Publication number: JP5371820B2
Application number: JP2010027713A
Authority: JP
Inventors: 繁美堀田; 勝広沢
Original assignee: NIHON ENERGY INSTITUTE CO., LTD.
Current assignee: NIHON ENERGY INSTITUTE CO., LTD.
Priority date: 2010-02-10
Filing date: 2010-02-10
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2030-02-10
Also published as: JP2011165503A

Description

本発明は時限点灯装置に関し、特に非常灯や誘導灯などに最適な点灯装置に関する。

ビルディング、ホテル、工場、地下街などでは照明器具のスイッチをＯＦＦにしても一定時間点灯させ、あるいは照明器具が消灯しても非常灯や誘導灯を一定時間点灯させることが求められている。

そこで、商用電源を整流しあるいは照明の光を受けた太陽電池の起電力をコンデンサや充電池に充電し、照明器具のスイッチがＯＦＦされたときにコンデンサや充電池から照明器具に通電して点灯させ、あるいは照明器具が消灯したときにコンデンサや充電池から非常灯や誘導灯に通電して点灯させることが行われている（特許文献１、特許文献２）。

特開２００８−１９２５９１号公報特開２００６−０１２６７４号公報

しかし、特許文献１、２記載の時限点灯装置では照明器具が点灯している間、コンデンサや充電池が常に充電されるので、過充電のおそれがあり、動作信頼性が劣るという問題があった。

また、上記特許文献２ではＣｄｓセルによって照明器具が消灯したことを検知して非常灯や誘導灯を点灯させるようにしているので、照明器具の照度が何らかの原因で暗くなったときに非常灯や誘導灯が誤って点灯してしまうという問題があった。

本発明はかかる問題点に鑑み、動作信頼性を高めるようにした時限点灯装置を提供することを課題とする。

そこで、本発明に係る時限点灯装置は、照明器具の電力又は発電手段の起電力を電源として充電池又はコンデンサを充電する充電回路と、上記充電池又はコンデンサの充電電圧を基準電圧と比較し、充電電圧が基準電圧に達したときに上記充電回路による充電を停止させる充電制御回路と、充電された上記充電池又はコンデンサを電源として点灯する複数のＬＥＤと、電源からの上記照明器具への通電が遮断されたことを検知する通電検知手段と、上記通電検知手段の信号を受け、電源からの上記照明器具の通電が遮断されたときに上記複数のＬＥＤを時限点灯させる点灯制御回路と、を備えたことを特徴とする。

本発明の特徴の１つは充電池又はコンデンサの充電電圧が基準電圧に達したときに充電を停止させるようにした点にある。これにより、充電池又はコンデンサが過充電されることはなく、動作信頼性が高い。

また、本発明の他の特徴は電源からの照明器具への通電が遮断されたことを検知してＬＥＤを時限点灯させるようにした点にある。これにより、Ｃｄｓセルによって照明器具の消灯を検知して非常灯や誘導灯を時限点灯させる場合のように、照明器具の劣化によって照度が低くなっても非常灯や誘導灯が時限点灯することはなく、動作信頼性が高い。

充電池又はコンデンサ、充電回路、充電制御回路、通電検知手段、複数のＬＥＤ及び点灯制御回路は回路基板上に搭載して時限点灯装置を構成するのがよい。これにより、新設又は既存の照明器具内に内装しあるいは併設することができる。

即ち、充電池又はコンデンサ、充電回路、充電制御回路、通電検知手段、複数のＬＥＤ及び点灯制御回路を回路基板上に搭載して照明器具内に内装することができる。

また、充電池又はコンデンサ、充電回路、充電制御回路、通電検知手段、複数のＬＥＤ及び点灯制御回路を回路基板上に搭載して照明器具に併設させることもできる。

また、本発明に係る時限点灯装置はダミー管を装着した２灯直列形照明器具にも適用することができる。即ち、照明器具が２灯直列形照明器具であり、２灯のうちの１灯が対向するコンタクトピン間に制限された電流を通電させるダミー管である。この場合、回路基板をダミー管内に内装するようにすると、ダミー管の管体がプラスチック製であるので、回路基板の確実な固定が難しい。

そこで、充電池又はコンデンサ、充電回路、充電制御回路、通電検知手段及び点灯制御回路を回路基板に搭載して金属管内に内蔵し、金属管をダミー管内に挿入し、複数のＬＥＤを金属管の挿通穴及びダミー管の貫通穴から外方に発光可能に構成すると、金属管の外径を照明器具の管の内径にピッタリと嵌まり合う寸法にすると、例えば接着剤やねじによって金属管の確実な固定が可能となる。

最近、蛍光灯形や電球形のＬＥＤ灯を搭載したＬＥＤ照明器具が実用化されており、本発明に係る時限点灯装置はＬＥＤ照明器具にも適用できる。即ち、照明器具がＬＥＤ照明器具であり、時限点灯装置の複数のＬＥＤがＬＥＤ照明器具のＬＥＤと並べて設けられ、ＬＥＤ照明器具によって通電点灯される一方、電源からＬＥＤ照明器具への通電が遮断されたときに複数のＬＥＤを時限点灯させるように構成することができる。

本発明に係る時限点灯装置の好ましい実施形態が適用される２灯直列形照明器具を示す概略構成図である。上記２灯直列形照明器具におけるダミー管の構造を示す概略図である。上記実施形態を示す回路構成図である。第２の実施形態を示す回路構成図である。参考例を示す回路構成図である。上記参考例におけるＬＥＤ灯の外観を示す図である。上記参考例における他のＬＥＤ灯の外観を示す図である。

以下、本発明を図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。図１ないし図３は本発明に係る時限点灯装置の好ましい実施形態を示し、これは２灯直列形照明器具に適用した例である。図において、電源回路１０は電源スイッチ１１によってＯＮ・ＯＦＦ操作され、商用電源１２の交流電圧を入力とし直流電圧を出力するようになっている。電源回路１０の出力電圧はインバータ形安定器１３に入力され、インバータ形安定器１３から所定の高周波電圧が出力されるようになっている。

インバータ形安定器１３の出力端には２対のソケット１４Ａ、１４Ｂが出力端に対して直列にかつ相互に直列に接続され、一方のソケット１４Ａの間には蛍光灯（ＬＥＤ灯であってもよい）１５が接続され、他方のソケット１４Ｂの間にはダミー管１６が接続されている。

ダミー管１６は蛍光灯１５と同一の外観を有するプラスチック製直管１６Ａの両端に口金１６Ｂを備えて構成され、口金１６Ｂには一対のコンタクトピン１６Ｃが設けられてソケット１４Ｂに接続されるようになっている。

一方のコンタクトピン１６Ｃの対の間は導線１６Ｄが接続され、銅線１６Ｄの途中にはインダクタ１６Ｅ、ヒューズ１６Ｆ及び温度ヒューズ１６Ｇが直列に接続され、制限された電流が対向するコンタクトピン１６Ｃの間に通電されるようになっている。

また、一対のコンタクトピン１６Ｃには整流回路２０が接続され、インバータ形安定器１３の高周波電圧を直流電圧に整流して充電回路２２に与え、充電回路２２はスーパーキャパシタ（電気二重層コンデンサ）２１を充電するようになっている。

スーパーキャパシタ２１は充電電圧を発振回路（点灯制御回路）２３に与え、発振回路２３はＬＥＤ２３Ａをスーパーキャパシタ２１の放電時定数によって定まる時間だけ時限点灯させるようになっている。

充電回路２２には充電制御回路２４が接続されている。この充電制御回路２４において、スーパーキャパシタ２１にはグラウンドとの間にトランジスタ２４Ａが接続され、トランジスタ２４Ａのベースには比較回路２４Ｂの出力が接続され、比較回路２４Ｂはスーパーキャパシタ２１の充電電圧と基準電圧とを比較し、充電電圧が基準電圧に達したときにトランジスタ２４Ａのベース電圧を低下させてトランジスタ２４ＡをＯＦＦとし、充電回路２２による充電を停止させるようになっている。

また、発振回路２３には通電検出回路２５が接続されている。この通電検出回路２５において、トランジスタ２５Ａのベースは抵抗を介して整流回路２０の出力端に接続され、トランジスタ２５Ａのソースは抵抗を介してグラウンドに接続され、ソースと抵抗の接続点は発振回路２３のトランジスタ２３Ｂのベースに接続されている。

整流回路２０の出力電圧が所定の大きさ以上のときはトランジスタ２５ＡがＯＮとなり、トランジスタ２３Ｂのベースにはスパーキャパシタ２１の電圧がトランジスタ２５Ａと抵抗２５Ｃとによって決まる電圧が印可されてトランジスタ２３ＢはＯＮとなり、発振回路２３はブロック発振を行わず、ＬＥＤ２３Ａは点灯しない。

他方、整流回路２０の出力電圧が所定の大きさ以下になったとき、つまり照明器具への通電が停止されたときにはトランジスタ２５ＡがＯＦＦとなり、トランジスタ２３ＢもＯＦＦとなり、発振回路２３がブロック発振をしてＬＥＤ２３Ａをスーパーキャパシタ２１の放電時定数によって決まる時間の間点灯（時限点灯）させる。

これらの整流回路２０、スーパーキャパシタ２１、充電回路２２、発振回路２３、通電検出回路２４及び充電制御回路２５は回路基板２７に搭載され、外径がダミー管１６のプラスチック製直管１６Ａの内径とほぼ等しい金属管２６内に挿入され、金属管２６はダミー管１６のプラスチック製直管１６Ａ内に挿入されて接着剤などによって固定され、複数のＬＥＤ２３Ａは金属管２６の挿通穴及びダミー管１６の直管１６Ａの挿通穴を挿通されて外方に発光可能となっている。

今、スイッチ１１がＯＮされ、商用電源が整流されてインバータ形安定器１３に与えられ、所定の高周波電圧に変換されて蛍光灯１５及びダミー管１６に印可され、蛍光灯１５が点灯するとともに、ダミー管１６には銅線１６Ｄを通して制限された電流が流れ、これによって蛍光灯１５が点灯し続けることができる。

蛍光灯１５が点灯している間、ダミー管１６のコンタクトピン１６Ｃにはインバータ形安定器１３の高周波電圧が印可されており、この高周波電圧は整流回路２０によって直流に整流され、抵抗を介してスーパーキャパシタ２１に印可され、スーパーキャパシタ２１が充電されている。

スーパーキャパシタ２１の充電電圧が基準電圧に達すると、充電制御回路２４では比較回路２４Ｂの出力が’Ｌ’となり、トランジスタ２４ＡがＯＦＦとなるので、スーパーキャパシタ２１の充電は停止され、これによって過充電は未然に防止される。

このとき、トランジスタ２５Ａはベースに抵抗で降下された電圧が印可されてＯＮとなっており、トランジスタ２３ＢはＯＮとなっているので、発振回路２３は発振せず、ＬＥＤ２３Ａは点灯しない。

照明器具のスイッチ１１がＯＦＦ操作されると、蛍光灯１５は通電が停止されて消灯する。すると、整流回路２０の出力も立ち下がり、トランジスタ２５Ａはベース電圧が低下してＯＦＦとなり、トランジスタ２３ＢはＯＦＦとなり、トランジスタ２３Ｃとトランジスタ２３ＤがＯＮとＯＦＦを交互に繰り返して発振回路２３が発振し、ＬＥＤ２３Ａはスーパーキャパシタ２１の放電時定数によって決まる時間の間点灯される。

したがって、蛍光灯１５の消灯後、ＬＥＤ２３Ａが時限点灯し、しかもダミー管１６内に内蔵されているので、ダミー管１６を非常灯や誘導灯に活用できる。

また、スーパーキャパシタ２１の過充電が起こることはなく、しかも照明器具の電源ＯＦＦを検知してＬＥＤ２３Ａを時限点灯させるので、ＬＥＤ２３Ａが誤って点灯することはなく、動作の信頼性が高い。

図４は第２の実施形態を示す。図において、図３と同一符号は同一又は相当部分を示す。本例ではインバータ形安定器１３の高周波電圧を整流してスーパーキャパシタ２１を充電するのではなく、太陽電池２０（受光素子などの他の発電手段でもよい）の出力電圧によってスーパーキャパシタ２１を充電するようにしている。

また、通電検知回路２５が整流回路２０の出力ではなく、ダミー管１６の銅線１６Ｄの電圧によって電源から蛍光灯１５への通電を検知しており、このように照明器具の通電を検知することもできる。

蛍光灯１５の点灯・消灯及びＬＥＤ２３Ａの時限点灯は第１の実施形態と同様であるので、その詳細な説明は省略する。

図５及び図６は参考例を示し、本例はＬＥＤ照明器具に適用した例である。ＬＥＤ照明器具は商用電源を降圧するトランス３０、整流回路１３、複数のＬＥＤが直列に接続されたＬＥＤ通電回路３１を備え、一対のＬＥＤ通電回路３１は相互に並列に、並列に接続された二対のＬＥＤ通電回路３１は相互に並列に接続されている。

２つのＬＥＤ通電回路３１には時限点灯装置のＬＥＤ２３Ａがリレー接点３２を介して直列に接続され、リレーコイル３３は通電検出回路２５のトランジスタ２５Ａのベース側に接続されており、時限点灯回路がＬＥＤ２３Ａを時限点灯するときにリレー３３への通電が停止されてリレー接点がＯＦＦとなるようになっている。

時限点灯装置のＬＥＤ２３Ａは図６に示されるように、ＬＥＤ照明器具のＬＥＤとは別に設けるようにしてもよく、図７に示されるように、ＬＥＤ照明器具のＬＥＤと交互に設けるようにしてもよい。

スイッチ１１がＯＮされると、ＬＥＤ通電回路３１に電流が流れ、ＬＥＤが点灯される。このとき、リレー接点３２もＯＮとなっているので、時限点灯装置のＬＥＤ２３Ａも点灯されている。

スイッチ１１がＯＦＦされると、発振回路２３が発振してＬＥＤ２３Ａを時限点灯させる。このとき、リレーコイル３３には電流が流れず、リレー接点３２がＯＦＦとなるので、ＬＥＤ照明器具のＬＥＤは消灯されるが、ＬＥＤ２３Ａのみが時限点灯する。

時限点灯装置の動作は第１の実施形態と同様であり、容易に理解できるので、その詳細な説明は省略する。

したがって、ＬＥＤ照明器具内に時限点灯装置を内蔵することによってＬＥＤ照明器具のＬＥＤを有効に活用して時限点灯を行うことができる。

なお、上記の例では照明器具内に時限点灯装置を内蔵するようにしたが、照明器具とは別体に、例えば蛍光灯やＬＥＤ灯と併設するようにしてもよい。

２１コンデンサ
２２充電回路
２３ＡＬＥＤ
２３点灯制御回路
２４充電制御回路
２５通電検知回路

Claims

２灯のうちの１灯が、プラスチック製管の口金（１６Ｂ）にコンタクトピン（１６Ｃ）を取付けコンタクトピン（１６Ｃ）間を導体（１６Ｄ）で接続して制限された電流を通電させるダミー管（１６）である２灯直列形照明器具において、
上記照明器具の電力又は発電手段の起電力を電源として充電池又はコンデンサ（２１）を充電する充電回路（２２）と、
上記充電池又はコンデンサ（２１）の充電電圧を基準電圧と比較し、充電電圧が基準電圧に達したときに上記充電回路（２２）による充電を停止させる充電制御回路（２４）と、
充電された上記充電池又はコンデンサ（２１）を電源として点灯する複数のＬＥＤ（２３Ａ）と、
上記照明器具の安定器（１３）から上記ダミー管（１６）の導体（１６Ｄ）への通電が遮断されたときに作動するスイッチング素子（２５Ｂ）によって通電の遮断を検知する通電検知手段（２５）と、
上記充電池又はコンデンサ（２１）を電源とし、上記スイッチング素子（２５Ｂ）の作動によって発振回路が発振して上記複数のＬＥＤ（２３Ａ）を時限点灯させる点灯制御回路（２３）と、
を備えたことを特徴とする時限点灯回路。
上記充電池又はコンデンサ（２１）、充電回路（２２）、充電制御回路（２４）、通電検知手段（２５）、複数のＬＥＤ（２３Ａ）及び点灯制御回路（２３）が回路基板上に搭載されて上記照明器具に併設されている請求項１記載の時限点灯装置。
上記充電池又はコンデンサ（２１）、充電回路（２２）、充電制御回路（２４）、通電検知手段（２５）、複数のＬＥＤ（２３Ａ）及び点灯制御回路（２３）が回路基板（２７）上に搭載されて金属管（２６）内に内蔵され、該金属管（２６）がダミー管（１６）内に挿入されて固定され、上記複数のＬＥＤ（２３Ａ）が上記金属管（２６）の貫通穴及びダミー管（１６）の貫通穴から外方に発光可能となっている請求項１記載の時限点灯装置。