JP5378619B1

JP5378619B1 - Ｌｅｄ街路灯無停電電源装置

Info

Publication number: JP5378619B1
Application number: JP2013028524A
Authority: JP
Inventors: 孝敏河合; 正人泉; 篤深澤
Original assignee: 町田市; 株式会社イズミ; 合同会社マチダ・ラボ
Priority date: 2013-02-18
Filing date: 2013-02-18
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2033-02-18
Also published as: JP2014158383A

Abstract

【課題】不具合が発生した場合に早期に発見でき、且つ防止性に優れたＬＥＤ街路灯無停電電源装置を提供する。
【解決手段】商用のＡＣ電源１４からの給電が継続している平常時にあっては、停電時切替回路１６のスイッチは図３とは逆の位置、つまりＡＣ電源１５側に入っており、ＬＥＤ照明装置はＡＣ電源１５から供給される電力によって点灯する。このとき、リチウムフェライト二次電池１１には充電器兼駆動装置１０を介して充電が行われる。一方、何らかの原因でＡＣ電源１４からの給電が停止した場合は、それを感知して停電時切替回路１６のスイッチが図３に示すリチウムフェライト二次電池１１側に切り替わる。このとき、夜間であればスイッチ回路１７がオンになっているので、ＬＥＤ照明装置はリチウムフェライト二次電池１１から供給される電力によって点灯する。
【選択図】図３

Description

本発明は充電式バッテリを支柱に内蔵したＬＥＤ街路灯無停電電源装置に関する。

昼間に太陽電池で生じた電気を蓄電池に溜め、この電気を利用してＬＥＤライトを点灯する先行技術が提案されている。
例えば特許文献１には、灯具本体ケース内にＬＥＤ光源と、太陽光発電を行うソーラパネルからの電力を溜めるバッテリを配置し、このバッテリからＬＥＤ光源に給電する内容が開示されている。

特許文献２には、ソーラパネルで充電されるバッテリからの第１の系統と、商用ＡＣ電源からの第２の系統を備え、通常時は第１の系統からの電力によってＬＥＤライトを点灯し、充電不足や緊急時には第２の電源を用いてＬＥＤライトを点灯する内容が開示されている。

特許文献３には、ＬＥＤと充電式バッテリを備えた街路灯などの照明装置が開示されている。この照明装置は感知器によって送電されていないことが感知されることにより、この前記バッテリに蓄電した電力によって緊急照明用ＬＥＤを点灯するようにしている。

特許文献４には、移動式の街路灯として、支柱の頂部にソーラパネルを、ソーラパネルよりも若干下方の支柱の上部にＬＥＤライトを設け、支柱の上部に設けたボックス内にソーラパネルからの電力を充電するバッテリやコントローラを配置した構造が提案されている。

特許文献５には、ＬＥＤを用いた非常用照明装置として、リチウムイオン電池を組み込んだ構造が提案されている。この照明装置は複数個のＬＥＤを直列に接続し、これらＬＥＤの全てまたは一部にリチウムイオン電池を並列に接続することで、停電検出回路や切替スイッチを不要とした回路構成を可能とした内容が提案されている。

特開２０１２−２２７１０５号公報特開２０１１−１９９９６３号公報特開２００８−２５８１２３号公報特開２００５−０５６８０７号公報特開２０１１−０９０９７０号公報

特許文献１〜５に開示された内容に基づけば、平常時は商用ＡＣ電源からの電力によって点灯され、停電時には太陽光発電などで蓄電したバッテリからの電力によって点灯されるＬＥＤ街路灯は容易に想定される。

一方、上記の構成によって多数の街路灯を設置した場合、各街路灯ごとに部品の寿命や回路の不具合の有無が異なり、停電時ではないのに商用ＡＣ電源からの電力ではなくバッテリからの電力によって点灯する街路灯が発生することが想定される。
しかしながら、外観的には他の街路灯と同様に点灯しているため判断することができない。
このような街路灯は平常時でもバッテリを利用しているため、バッテリの蓄電量が不足し、停電が起きたときに十分な機能を発揮できない。

また従来の街路灯にあっては、バッテリやコントローラを個別に組み込むようにしており、有効な防水対策をここの部材に施す必要があり手間がかかるとともにとコストアップの原因となっている。特に、台風や河川の氾濫、高潮などによって支柱内に水が浸入した場合に、十分な耐水性を発揮できる構造が提案されていない。

上記の課題を解決するため本発明は、光センサによって夜間と判断した場合には商用ＡＣ電源を電源とし、夜間と判断した場合で且つ前記商用ＡＣ電源から給電されていないと判断した場合に電源を内部電源装置に切り替えるようにしたＬＥＤ街路灯無停電電源装置において、電源が前記内部電源装置に切り替えられていることを表示するＬＥＤ等の表示ランプが外部から視認可能な街路灯の支柱に取付けられた構成とした。

前記内部電源装置はリチウムフェライト二次電池と、このリチウムフェライト二次電池に夜間点灯時に充電する充電器と、電源の切替を行うコントローラとを袋状または筒状の防水構造体内に収納した状態で、支柱内部に吊下げ支持することが好ましい。
また、内部電源装置に停電時に点灯時間を長くする調光装置を設けることが好ましい。

従来の街路灯として、支柱とは別体のボックスを支柱に取付け、このボックス内にバッテリを収納したものは存在するが、これではコストアップを招いてしまい、支柱内の空間の有効利用が図れていない。

本発明に係るＬＥＤ街路灯無停電電源装置によれば、ＬＥＤ街路灯が非常用の内部電源装置によって駆動していることを表示ランプが点灯するため外部から視認することができる。したがって、災害などが発生していない平常時に表示ランプが点灯している場合は、通常の商用ＡＣ電源からＬＥＤまでの回路に異常が発生していることになるので、故障を早期発見することができる。

また、バッテリ（リチウムフェライト二次電池）、充電器、電源の切替および調光等を行うコントローラをユニット化して防水性に優れた袋や筒体内に収納し、この状態で支柱内に吊下げるようにすれば、万一支柱内に水が浸入した場合でも、電源装置として機能する。

本発明に係る無停電電源装置を組み込んだＬＥＤ街路灯の全体図非常用の内部電源装置の構造を示す図本発明に係る無停電電源装置の回路図無停電装置を袋状としたときのイメージ図

本発明に係る無停電電源装置を組み込むＬＥＤ街路灯は中空状の支柱１の上端にＬＥＤ照明装置が取付けられている。

前記支柱１は下部を大径部１ａとし、この大径部１ａよりも上方を小径部１ｂとしている。大径部１ａには開口１ｃが形成され、この開口１ｃは着脱自在な蓋体４で閉じられ、また小径部１ｂの外側にはボックスＢを取付け、このボックスＢに光センサ５と非常用の表示ランプ（ＬＥＤ）６が取付けられている。

前記大径部１ａ内の空間内には内部電源装置７が収納されている。この内部電源装置７は防水性の筒体８ａと上部の蓋体８ｂからなる防水構造体８内にコントローラ９、充電器兼駆動装置１０及びリチウムフェライト二次電池１１が組み込まれている。また防水構造体８は大径部１ａの内側面に設けられているフック１２にチェーン１３を介して吊下げ支持されている。尚、防水構造体８内において各部材９、１０、１１はガタつくことがないように長尺な多孔板３に位置決め固定されている。

前記防水構造体８としては筒体に限らず袋状のものでもよい。特に防水構造体８を気密性の容器とし、内部に乾燥剤を入れることで、湿気から内部電源装置７を保護することができる。また、二次電池としてはリチウムフェライト以外の二次電池でもよい。更にコントローラ９としは後述する停電時の切替回路及びスイッチ回路が含まれる。

図３は回路構成図であり、商用のＡＣ電源１４はスイッチ回路１５を介して前記充電器兼駆動装置１０に接続され、この充電器兼駆動装置１０は停電時切替回路１６を介して前記ＬＥＤ照明装置に接続されている。また充電器兼駆動装置１０には前記リチウムフェライト二次電池１１が接続され、このリチウムフェライト二次電池１１はスイッチ回路１７を介して前記停電時切替回路１６に接続されている。更に、前記リチウムフェライト二次電池１１と停電時切替回路１６とを接続する回路の途中には前記非常用の表示ランプ（ＬＥＤ）６が接続されている。

以上において、光センサ５が感知する光量が閾値を下回ると、夜間になったと判断して、スイッチ回路１５，１７がオンになる。
そして、商用のＡＣ電源１４からの給電が継続している平常時にあっては、停電時切替回路１６のスイッチ１６ａは図３とは逆の位置、つまりＡＣ電源１４側に入っており、ＬＥＤ照明装置はＡＣ電源１４から供給される電力によって点灯する。このとき、リチウムフェライト二次電池１１には充電器兼駆動装置１０を介して充電が行われる。

一方、何らかの原因でＡＣ電源１４からの給電が停止した場合は、それを感知して停電時切替回路１６のスイッチ１６ａが図３に示すリチウムフェライト二次電池１１側に切り替わる。これと連動して表示ランプ６のスイッチ６ａがオンになる。このとき、夜間であればスイッチ回路１７がオンになっているので、ＬＥＤ照明装置はリチウムフェライト二次電池１１から供給される電力によって点灯する。

また、ＬＥＤ照明装置が非常用のリチウムフェライト二次電池１１によって点灯されている場合はスイッチ回路１７がオン状態になっているので表示ランプ６が点灯し、非常用電源を使用していることを周囲に知らせる。
仮に平常時に表示ランプ６が点灯している場合には、ＡＣ電源１４と停電時切替回路１６との間の回路に何らかの不具合があると判断されるので、緊急時に備えて修理を行う。

また、上記のコントローラ９の回路に調光機能を付加することが可能である。即ち、本願の街路灯は支柱１内の限られた空間内に内部電源装置７を収納しているためバッテリ容量に制限がある。そこで、調光機構を設け非常時には明るさを半減するなどして点灯時間を長くすることが考えられる。

図４に示す実施例にあっては、防水構造体８として、筒体ではなく袋状のものを用いている。このように防水構造体８を袋状とすることで、開口１ｃの高さ寸法が小さい場合でも防水構造体８を曲げながら支柱内に挿入することができるので、自由度が高くなる。

本発明に係る無停電電源装置は、既存の一般道路、公園、高速道路の街路灯など、ＬＥＤ以外の効率の悪い照明器具による街路灯をＬＥＤ街路灯に更新する際のみならず新規のＬＥＤ街路灯にも利用することができる。

１…支柱、１ａ…支柱の大径部、１ｂ…支柱の小径部、１ｃ…開口部、３…長尺な多孔板、４…蓋体、５…光センサ、６…非常用の表示ランプ（ＬＥＤ）、７…内部電源装置、８…防水構造体、８ａ…防水性の筒体、８ｂ…防水性の蓋体、９…コントローラ（調光機付き）、１０…充電器兼駆動装置、１１…リチウムフェライト二次電池、１２…フック、１３…チェーン、１４…ＡＣ電源、１５…スイッチ回路、１６……停電時切替回路、１６ａ…停電時切替回路のスイッチ、１７…スイッチ回路、１８…コネクタ部材。

Claims

光センサによって夜間と判断した場合には商用ＡＣ電源を電源とし、夜間と判断した場合で且つ前記商用ＡＣ電源から給電されていないと判断した場合に電源を内部電源装置に切り替えるようにしたＬＥＤ街路灯無停電電源装置において、電源が前記内部電源装置に切り替えられていることを表示するランプが外部から視認可能な街路灯の支柱に取付けられ、前記内部電源装置はリチウムフェライト二次電池と、このリチウムフェライト二次電池に夜間点灯時に充電する充電器と、電源の切替を行うコントローラとを袋状または筒状の防水構造体内に収納した状態で、支柱内部に吊下げ支持していることを特徴とするＬＥＤ街路灯無停電電源装置。
請求項１に記載のＬＥＤ街路灯無停電電源装置において、前記内部電源装置は停電時に調光することで点灯時間を長くする調光装置を備えることを特徴とするＬＥＤ街路灯無停電電源装置。